Урок № Тема уроку: Основні етапи становлення І розвитку обчислювальних систем від абака до комп’ютера. Сфери застосування сучасної комп'ютерної техніки




Скачати 135.99 Kb.
НазваУрок № Тема уроку: Основні етапи становлення І розвитку обчислювальних систем від абака до комп’ютера. Сфери застосування сучасної комп'ютерної техніки
Сторінка1/2
Дата19.05.2013
Розмір135.99 Kb.
ТипУрок
nauch.com.ua > Математика > Урок
  1   2
Урок №

Тема уроку: Основні етапи становлення і розвитку обчислювальних систем від абака до комп’ютера. Сфери застосування сучасної комп'ютерної техніки.

Мета року: Ознайомити дітей з етапами розвитку комп’ютерів та галузями їх застосування, розвивати логічне мислення, пам’ять, виховати посидючість і уважність.

Тип уроку: урок вивчення нового матеріалу.

Вид уроку: урок лекція.

План уроку:

1.Організаційна частина.

2. Запитання.

3. Пояснення нового матеріалу.

4. Підведення підсумків.

5. Домашнє завдання.

Хід уроку.
1. Заходжу в клас, вітаюся, перевіряю відсутніх, записую тему уроку на дошці.
2. Можливо хтось з вас знає, де і коли з’явився перший комп’ютер.
3. Пояснення нового матеріалу.

Стрiмкий розвиток цифрової обчислювальної технiки (ОТ) та становлення науки про принципи її побудови i проектування розпочалося в 40-х роках ХХ-го сторiччя, коли технiчною базою ОТ стала електронiка, потiм мiкроелектронiка, а основою для розвитку архiтектури комп'ютерiв (електронних обчислювальних машин ЕОМ) - досягнення в галузi штучного iнтелекту.

До цього часу протягом майже 500 рокiв цифрова обчислювальна технiка зводилася до найпростiших пристроїв для виконання арифметичних операцiй над числами. Основою практично усiх винайдених за 5 столiть пристроїв було зубчате колесо, розраховане на фiксацiю 10 цифр десяткової системи числення.

Перший у свiтi ескiзний малюнок тринадцятирозрядного десяткового пiдсумовуючого пристрою на основi колiс iз десятьма зубцями належить Леонардо да Вiнчi (Leonardo de Vince, 1452-1519). Вiн був зроблений в одному iз його щоденникiв (учений почав вести щоденник ще до вiдкриття Америки в 1492 р.).

У 1623 р. через 100 iз лишком рокiв пiсля смертi Леонардо да Вiнчi нiмецький вчений Вiльгельм Шиккард (Wilhelm Schikkard, 1592-1636) запропонував своє рiшення тiєї ж задачi на базi шестирозрядного десяткового обчислювача, що складався також iз зубчатих колiс, розрахованого на виконання додавання, вiднiмання, а також табличного множення та дiлення. Обидва винаходи були виявленi тiльки в наш час i обидва залишилися тiльки на паперi.

Першим реально здiйсненим i ставшим вiдомим механiчним цифровим обчислювальним пристроєм стала "паскалiна" великого французького вченого Блеза Паскаля (Blaise Pascal, 1623-1662) - 6-ти (або 8-ми) розрядний пристрiй на зубчатих колесах, розрахований на пiдсумовування та вiднiмання десяткових чисел (1642 р.).

Через 30 рокiв пiсля "паскалiни" у 1673 р. з'явився "арифметичний прилад" Готфрiда Вiльгельма Лейбнiца (Gottfried Wilhelm Leibniz, 1646-1716) - дванадцятирозрядний десятковий пристрiй для виконання арифметичних операцiй, включаючи множення i дiлення, для чого, на додаток до зубчатих колiс використовувався схiдчастий валик. "Моя машина дає можливiсть чинити множення i дiлення над величезними числами миттєво" - iз гордiстю писав Лейбнiц своєму другу.

Про машину Лейбнiца було вiдомо в бiльшостi країн Європи. У цифрових електронних обчислювальних машинах, якi з'явилися понад два столiття потому, пристрiй, що виконує арифметичнi операцiї (той же самий, що i "арифметичний прилад" Лейбнiца), одержав назву арифметичного. Пiзнiше, зi збiльшенням логiчних дiй, його стали називати арифметико-логiчним.

Вiн став основним пристроєм сучасних комп'ютерiв. Таким чином, два генiї XVII столiття, установили першi вiхи в iсторiї розвитку цифрової обчислювальної технiки. Заслуги В.Лейбнiца, однак, не обмежуються створенням "арифметичного приладу". Починаючи зi студентських рокiв i до кiнця життя вiн займався дослiдженням властивостей двiйкової системи числення, що стала надалi, основною при створеннi комп'ютерiв. Вiн надавав їй деяке мiстичне значення i вважав, що на її базi можна створити унiверсальну мову для поясненя явищ свiту i використання у всiх науках, у тому числi у фiлософiї. Збереглося зображення медалi, намальоване В.Лейбнiцем у 1697 р., що пояснює спiввiдношення мiж двiйковою i десятковою системами числення.

Пройшло ще понад сто рокiв i лише наприкiнцi XYIII сторiччя у Францiї були здiйсненi наступнi кроки, що мають принципове значення для подальшого розвитку цифрової обчислювальної технiки - "програмне" за допомогою перфокарт керування ткацьким верстатом, створеним Жозефом Жакардом (Joseph Jacquard, 1752-1834) i технологiя обчислень при ручному рахунку, запропонована Гаспаром де Пронi (Gaspar de Prony, 1755-1838), котрий розподiлив числовi обчислення на три етапи: розробка чисельного методу обчислень, який зводив рiшення задачi до послiдовностi арифметичних операцiй, складання програми послiдовностi арифметичних дiй, проведення власне обчислень шляхом арифметичних операцiй над числами вiдповiдно до складеної програми. Цi два нововведення були використанi англiйцем Чарльзом Беббiджем (Charles Babbege, 1791-1881), котрий здiйснив якiсно новий крок у розвитку засобiв цифрової обчислювальної технiки - перехiд вiд ручного до автоматичного виконання обчислень по складенiй програмi. Ним був розроблений проект Аналiтичної машини - механiчної унiверсальної цифрової обчислювальної машини з програмним керуванням (1830-1846 рр.). Машина включала п'ять пристроїв (як i першi ЕОМ, що з'явилися 100 рокiв по тому): арифметичний (АП), що запам'ятовує (ЗП), керування, вводу, виводу. АП будувалося на основi зубчатих колiс, на них же пропонувалося реалiзувати ЗП (на 1000 50-розрядних чисел!). Для вводу даних i програми використовувалися перфокарти. Гадана швидкiсть обчислень - додавання i вiднiмання за 1 сек, множення i дiлення - за 1 хв. Крiм арифметичних операцiй була команда умовного переходу.

Програми для розв'язання задач на машинi Беббiджа, а також опис принципiв її роботи були складенi Адою Августою Лавлейс - дочкою Байрона (Ada Augusta Lavelace, 1816-1852).

Були створенi окремi вузли машини. Всю машину через її громiздкiсть створити не вдалося. Тiльки зубчатих колiс для неї знадобилося б понад 50000. Змусити таку махину працювати можна було тiльки за допомогою парової машини, що i намiчав Беббiдж.

Цiкаво зазначити, що у 1870 р. (за рiк до смертi Беббiджа) англiйський математик Джевонс сконструював (мабуть, першу у свiтi) "логiчну машину", що дозволяла механiзувати найпростiшi логiчнi висновки.

В Росiї про роботу Джевонса стало вiдомо в 1893 р., коли професор унiверситету в Одесi I.Слешинський опублiкував статтю "Логiчна машина Джевонса" ("Вiсник дослiдної фiзики та елементарної математики", 1893 , р.7).

"Будiвельниками" логiчних машин у дореволюцiйнiй Росiї стали Павло Дмитрович Хрущов (1849-1909) i Олександр Миколайович Щукарєв (1884-1936), якi працювали в навчальних закладах України.

Першим вiдтворив машину Джевонса професор П.Д.Хрущов. Примiрник машини, створений ним в Одесi, одержав "у спадщину" професор Харкiвського технологiчного iнституту Щукарьов, де вiн працював починаючи з 1911 р. Вiн сконструював машину наново, привнесши в неї цiлий ряд удосконалень i неодноразово виступав iз лекцiями про машину i про її можливi практичнi застосування.

Завершальну крапку в створеннi перших ЕОМ поставили, майже одночасно, у 1949-52 рр. вченi Англiї, Радянського Союзу i США, якi створили ЕОМ iз програмою, що зберiгалася у пам'ятi: Морiс Уiлкс - ЕДСАК (Maurice Wilkes, 1913, Electronic Delay Storage Automate Computer EDSAC) - електронний автоматичний комп'ютер на лiнiях затримки, 1949 р.; Сергiй Лебедєв (1902-1974) - Мала електронно лiчильна машина "МЭСМ", 1951 р.; Iсаак Брук - М1, 1952 р.; Джон Мочлi i Преспер Еккерт, Джон фон Нейман - ЕДВАК (John von Neumann, 1903-1957, Electronic Discrete Variable Computer EDVAC) 1952 р.

Протягом механiчного, релейного i на початку електронного перiоду розвитку цифрова обчислювальна технiка залишалася галуззю технiки, науковi основи якої тiльки дозрiвали.

Першими складовими майбутньої науки, якi надалi були використанi для створення основ теорiї обчислювальних машин, стали дослiдження двiйкової системи числення, проведенi Лейбнiцом (XYII сторiччя), алгебра логiки, розроблена Джорджем Булем (XIХ сторiччя), абстрактна "машина Тьюринга", запропонована генiальним англiйцем у 1936 р. для доказу можливостi механiчної реалiзацiї будь-якого алгоритму, що має рiшення, теоретичнi результати Шеннона, Шестакова, Гаврилова (30-i роки ХХ ст.), якi об'єднали електронiку з логiкою.

Принципи побудови комп'ютерiв, висловленi Еккертом i Нейманом (США, 1946 р.) i, незалежно, Лебедєвим (СРСР, 1948 р.) стали завершенням першого етапу розвитку науки про комп'ютери.

Цифрова обчислювальна технiка в цей час була ще недосконалою i багато в чому поступалася аналоговiй, що мала у своєму арсеналi механiчнi iнтегратори, машини для рiшення диференцiйних рiвнянь та iн.

В СРСР, у тому числi в Українi, поняття "обчислювальна технiка" довгий час використовувалося як для позначення технiчних засобiв, так i науки про принципи їхньої побудови i проектування.

Проте, на наступному етапi цифрова технiка зробила безпрецендентний ривок за рахунок iнтелектуалiзацiї ЕОМ, у той час як аналогова технiка не вийшла за рамки засобiв для автоматизацiї обчислень.

Подальшому розвитку цифрової технiки сприяв розвиток в другiй половинi ХХ ст. науки про комп'ютери. Науковi основи цифрових ЕОМ у цей час поповнилися теорiєю цифрових автоматiв, основами програмування, теорiєю штучного iнтелекту, теорiєю проектування ЕОМ, комп'ютерними технологiями рiзноманiтних iнформацiйних процесiв, що забезпечили становлення нової науки, яка отримала назву "Computer Science" (комп'ютерна наука) у США i "iнформатика" у Європi. Великий внесок у її розвиток зробили вченi України про що буде сказано нижче.

Основоположником IТ в Українi й у колишньому Радянському Союзi став В.М.Глушков, засновник всесвiтньо вiдомого Iнституту кiбернетики НАН України, що носить зараз його iм'я.

Що стосується елементної бази, багато в чому визначальної в розвитоку комп'ютерiв, то варто сказати, що розмiри електронних компонентiв наближаються до межi - 0,05 мiкрона.

Проте, iстотно нових i ефективних елементiв ще не з'явилося. Не дивлячись на те, що в цiй галузi ведуться численнi дослiдження.

Найбiльш активний розвиток цифрової обчислювальної технiки в теперiшнiй час йде, у першу чергу, шляхом нарощування вбудованного штучного iнтелекту. Комп'ютери, що одержали свою назву вiд початкового призначення - виконання обчислень, одержали друге, дуже важливе застосування. Вони стали незамiнними помiчниками людини в його iнтелектуальнiй дiяльностi та основним технiчним засобом iнформацiйних технологiй.

Завiтавши до основних залiв вiртуальної експозицiї, Ви зможете ознайомитись iз багатьма сторiнками iсторiї розвитку iнформацiйних технологiй в Українi.
^ Основні етапи розвитку комп 'ютерів

Від появи на початку 40-х років XX століття і до наших днів комп'ютери постійно розвиваються і вдосконалюються.

У розвитку комп 'ютерів виділяють чотири покоління, в залежності від використаної в них елементної бази.

Комп'ютери 1-го покоління мали елементною базою радіо¬лампи, розміри яких були, як в електричної освітлювальної лампи, вони дуже грілися, займали багато місця.

Таким комп'ютерам потрібні були великі приміщення (як спортивна зала) з кондиціонерами для охолодження. Комп'ютери були дуже ненадійні, мали низьку швидкодію.

Перший комп 'ютер під назвою ЕNІАС був створений на замов¬лення міністерства оборони США в 1945 р. групою інженерів під керівництвом Джона Маушлі іДжона Преспера Еккерта.

Маса ЕNIАС була 30 т. Він містив 18 тисяч радіоламп, через велику кількість випромінюваного тепла вимагав потужних конди¬ціонерів і міг виконувати до 5 тисяч операцій за секунду. Програму роботи набирали вручну кабелями на спеціальному полі. Комп'ю¬тер кожної години виходив з ладу. Але на ньому були виконані найскладніші на той час розрахунки.

Американський математик Джон фон Нейман запропонував записувати програму, що має виконуватись, в електронну пам'ять комп'ютера. Досить занести програму в пам'ять - і комп'ютер гото¬вий до роботи. Оскільки електронна пам'ять працює швидше від механічних пристроїв, це різко збільшило швидкодію комп'ютера.

Основоположником обчислювальної техніки в СРСР і на Україні був академік Сергій Олексійович Лебедєв. Під його керівництвом в Електротехнічному інституті в Києві у 1951 році був створений перший в СРСР комп'ютер з назвою МЭСМ (рос. (малая злектронно-счетная машина»). Пізніше, уже в Московському інституті точної механіки і обчислювальної техніки С. О. Лебедєв керував створенням найбільш швидкодіючої (1 мільйон операцій за секунду) у світі на той час великої електронно-обчислювальної машини БЭСМ-6 (1952 рік).Комп'ютери 2-го покоління з небагато кращими характеристиками з'явились у 1955 р. з появою транзисторів.Розміри комп'ютера зменшились, і для його розміщення достатньо було машинної зали такої, як класна кімната. За пультом такого комп 'ютери працював один оператор, з 'явились нові накопичувані на магнітній стрічці, електрифікована друкарська машинка для керування роботою; введення даних і програй здійснювалось з паперових перфокарт, перфострічок і магнітних стрічок, з 'явились мови програмування Фортран, Кобол, Бейсик, які стали більш зручними для розуміння людиною.

На Україні в Інституті кібернетики Академії наук колективом вчених на чолі з Віктором Михайловичем Глушковим в 60-х роках минулого століття була створена серія машин для інженерних розрахунків (скорочено «МІР»). Комп'ютери МІР-1 (1965 р.), МІР-2 (1969 р.) і МІР-3 мали вражаючі технічні характеристики.

У комп'ютері МІР-2 уперше з'явилася можливість працювати з машиною в режимі діалогу. За допомогою дисплея зі світловим пером інженер-користувач міг вводити й одержувати на екрані графічну інформацію і розв'язувати деякі геометричні задачі. Вже тоді Глушков мріяв про розмову з машиною природною мовою. Ідеї, покладені В. М. Глушковим в основу проекту «Україна», багато в чому передбачали основні положення, що були вико-ристані пізніше в американських комп'ютерах 70-х років.

В комп'ютерах 3-го покоління, що з'явилися на початку 70-х років XX століття, застосовуються інтегральні схеми, у яких на одній кремнієвій пластині площею до 1 см2 розміщуються тисячі елементів. Розміри комп'ютера зменшились до розмірів кількох шаф, швидкодія збільшилась до мільйонів операцій за секунду.

На комп'ютері могли одночасно працювати кілька операто¬рів, застосовувались віддалені термінали у вигляді дисплеїв (моніторів), з 'явились комп 'ютерні мережі, впроваджені перші гнучкі магнітні диски та жорсткі диски. Програми і технічні засоби стандартизуються, що дало можушвість копіювати і поширювати програми на інші комп 'ютери.

З винайденням мікропроцесора та інтегральних схем надвели¬кого ступеня інтеграції розміри комп'ютера їменшились, і він став настічьним приладом.

Мікропроцесор — це пристрій невеликих розмірів (не більший за сірникову коробку), що є набором електронних схем, які розміщені на крихітному кристалі кремнію.

Мікропроцесор дав можливість створити комп'ютери 4-го покоління. Серед них найбільш популярні невеликі за розмірами персональні комп'ютери. Перші персональні комп'ютери з'явились в США в 1976 році (фірма Аррlе).

Персональні комп 'ютери можуть працювати у всесвітній мережі Інтернет і забезпечувати користувача науковою, довідко¬вою, навчальною, культурною і розважальною інформацією. Спіл¬кування з персональним комп'ютером стало простим і природним завдяки застосуванню засобів мультимедіа.

Мультимедіа — це поєднання кількох видів інформації (текстової, графічної, музичної, відео) та сукупність пристроїв для відтворення такої інформації. Передбачається, що комп 'ютери наступних поколінь будуть мати природну форму спілкування з користувачем (голосом), еле¬менти штучного інтелекту, здатність до самонавчання.
  1   2

Схожі:

Урок № Тема уроку: Основні етапи становлення І розвитку обчислювальних систем від абака до комп’ютера. Сфери застосування сучасної комп\Незаконне втручання в роботу електронно-обчислювальних машин (комп’ютерів),...
Сіїв такої інформації, а також розповсюдження комп’ютерного вірусу шляхом застосування програмних І технічних засобів, призначених...
Урок № Тема уроку: Основні етапи становлення І розвитку обчислювальних систем від абака до комп’ютера. Сфери застосування сучасної комп\1. Поняття про інформатику та комп
Поняття про інформатику та комп’ютерну техніку Основні етапи розвитку комп’ютерної техніки. Рахувальні пристрої до появи еом. Покоління...
Урок № Тема уроку: Основні етапи становлення І розвитку обчислювальних систем від абака до комп’ютера. Сфери застосування сучасної комп\Урок 4 Тема: Основні складові комп’ютера
Закріпити й розширити уявлення про сучасні комп’ютери; сформувати поняття про складові комп’ютера
Урок № Тема уроку: Основні етапи становлення І розвитку обчислювальних систем від абака до комп’ютера. Сфери застосування сучасної комп\Урок 4 Тема: Основні складові комп’ютера
Закріпити й розширити уявлення про сучасні комп’ютери; сформувати поняття про складові комп’ютера
Урок № Тема уроку: Основні етапи становлення І розвитку обчислювальних систем від абака до комп’ютера. Сфери застосування сучасної комп\Уроку Тема уроку
Правила поведінки І безпеки життєдіяльності в комп'ютерному класі. Підготовка комп’ютера до роботи. Коректне завершення роботи з...
Урок № Тема уроку: Основні етапи становлення І розвитку обчислювальних систем від абака до комп’ютера. Сфери застосування сучасної комп\Пам’ятка по перевірці дотримання санітарно-гігієнічний вимог до організації...
Наявність завіреного санепідемстанцією акту-дозволу на експлуатацію кабінету комп’ютерної техніки
Урок № Тема уроку: Основні етапи становлення І розвитку обчислювальних систем від абака до комп’ютера. Сфери застосування сучасної комп\Тема уроку
Сформувати поняття «комп’ютерна мережа». Ознайомити з видами комп’ютерних мереж; розглянути різноманітні топології комп’ютерних мереж....
Урок № Тема уроку: Основні етапи становлення І розвитку обчислювальних систем від абака до комп’ютера. Сфери застосування сучасної комп\Н. М. Тарасенко документація конкурсних торгів
Послуги з технічного обслуговування І ремонту конторських, лічильних машин та комп’ютерної техніки (обслуговування І ремонт комп’ютерної...
Урок № Тема уроку: Основні етапи становлення І розвитку обчислювальних систем від абака до комп’ютера. Сфери застосування сучасної комп\І урок розпочали!
Тема. Правила поведінки І безпеки життєдіяльності в комп'ютерному класі. Підготовка персонального комп’ютера до роботи. Коректне...
Урок № Тема уроку: Основні етапи становлення І розвитку обчислювальних систем від абака до комп’ютера. Сфери застосування сучасної комп\Застосування комп’ютерів
Технології, основним компонентом яких є комп’ютер проникають практично в усі сфери людської діяльності. Те, що недавно вважалось...
Додайте кнопку на своєму сайті:
Школьные материалы


При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання © 2013
звернутися до адміністрації
nauch.com.ua
Головна сторінка