b>7. Эпоха автоматизацииВ XX веке характер производства менялся неоднократно. В начале века оно стало массовым. Во второй половине развитие электроники сделало производство автоматизированным, а в конце века компьютеры и микроконтроллеры позволили перейти к его гибкой автоматизации.Характерная особенность современного этапа заключается в резком усилении роли информационных объектов (патентов, стандартов). В современном производстве они имеют не меньшее значение, чем станки и инструменты. Изменился также и характер производственного информационного обмена. Он приобрел новые черты:унифицировался способ записи разных видов информации в единой форме числовых данных;появилась возможность передачи данных по линиям связи любой физической природы (электрическим, волоконно-оптическим и другим);образовалось единое информационное пространство, обобщающее информационные ресурсы и позволяющее дистанционно управлять техническими системами.8. Начальный этап развития вычислительной техникиНачало современной истории электронной вычислительной техники.Около 1500 г. Леонардо да Винчи разработал эскиз 13-разрядного суммирующего устройства. Первую же действующую суммирующую машину построил в 1642 г. Блез Паскаль - знаменитый французский физик, математик, инженер. Его 8-разрядная машина - арифмометр - сохранилась до наших дней.Блез Паскаль (1623 - 1662) и его счетная машинаУже в начале XIX века уровень развития ряда наук и областей практической деятельности (математики, механики и др.) был столь высок, что они требовали выполнения огромного объема вычислений, выходящих за пределы возможностей человека, не вооруженного соответствующей техникой. Одними из первых стали автоматические цифровые вычислительные машины (АЦВМ), которые в просторечии чаще называют ЭВМ (хотя, эти понятия не совсем совпадают). История АЦВМ восходит еще к первой половине XIX века и связана с именем английского математика и инженера Чарльза Бэббиджа. Им в 1822 г. была спроектирована и почти 30 лет строилась и совершенствовалась машина, названная вначале “разностной", а затем, после усовершенствований, “аналитической". В “аналитическую” машину были заложены принципы, ставшие фундаментальными для вычислительной техники.9. Автоматическое выполнение операцийДля выполнения расчетов большого объема существенно не то, как быстро выполняется отдельная арифметическая операция, но и то, чтобы между операциями не было “зазоров", требующих непосредственного человеческого вмешательства. Необходимо, чтобы операции следовали одна за другой безостановочно.Работа по вводимой “на ходу” программе.Для автоматического выполнения операций программа должна вводиться в исполнительное устройство со скоростью, соизмеримой со скоростью выполнения операций. Бэббидж предложил использовать для предварительной записи программ и ввода их в машину перфокарты, которые к тому времени применялись для управления ткацкими станками.Необходимость специального устройства - памяти - для хранения данных. (Бэббидж назвал его "складом")Чарльз Бэббидж (1792 - 1871) и его “аналитическая машина”Эти идеи натолкнулись на невозможность их реализации на основе механической техники, они настолько опередили свое время, что были в значительной мере забыты и переоткрыты в следующем столетии.Впервые автоматически действующие вычислительные устройства появились в середине XX века. Это стало возможным благодаря использованию наряду с механическими конструкциями электромеханических реле. Работы над релейными машинами начались в 30-е годы и продолжались с переменным успехом до тех пор, пока в 1944 г. под руководством Говарда Айкена - американского математика и физика - на фирме IBM (International Business Machines) не была запущена машина “Марк-1", впервые реализовавшая идеи Бэббиджа. Для представления чисел в ней были использованы механические элементы (счетные колеса), для управления - электромеханические. Одна из самых мощных релейных машин РВМ-1 была в начале 50-х годов построена в СССР под руководством Н.И. Бессонова; она выполняла до 20 умножений в секунду с достаточно длинными двоичными числами.Однако, появление релейных машин безнадежно запоздало и они были очень быстро вытеснены электронными, гораздо более производительными и надежными.10. Начало современной истории электронной вычислительной техникиПодлинная революция в вычислительной технике произошла в связи с применением электронных устройств. Работа над ними началась в конце 30-х годов одновременно в США, Германии, Великобритании и СССР. К этому времени электронные лампы, ставшие технической основой устройств обработки и хранения цифровой информации, уже широчайшим образом применялись в радиотехнических устройствах.Первой действующей ЭВМ стал ENIAC (США, 1945 - 1946 гг.). Его название по первым буквам английских слов означает “электронно-числовой интегратор и вычислитель". Руководили ее созданием Джон Моучли и Преспер Эккерт, продолжившие начатую в конце 30-х годов работу Джорджа Атанасова. Машина содержала 18 тысяч электронных ламп, множество электромеханических элементов. Ее энергопотребление равнялось 150 кВт, что вполне достаточно для обеспечения небольшого завода.Практически одновременно велись работы над созданием ЭВМ в Великобритании. С ними связано прежде всего имя Аллана Тьюринга - математика, внесшего большой вклад в теорию алгоритмов и теорию кодирования. В 1944 г. в Великобритании была запущена машина “Колосс".Эти ЭВМ не имели важнейшего качества - программа не хранилась в памяти машины, а набиралась достаточно сложным образом с помощью внешних коммутирующих устройств.Огромный вклад в теорию и практику создания электронной вычислительной техники на начальном этапе ее развития внес один из крупнейших американских математиков Джон фон Нейман. В историю науки навсегда вошли “принципы фон Неймана". Совокупность этих принципов породила классическую (фон-неймановскую) архитектуру ЭВМ. Один из важнейших принципов - принцип хранимой программы - требует, чтобы программа закладывалась в память машины так же, как в нее закладывается исходная информация. Первая ЭВМ с хранимой программой (EDSAC) была построена в Великобритании в 1949 г.Джон фон Нейман (1903-1957)Сергей Александрович Лебедев (1902-1974)В нашей стране вплоть до 70-х годов создание ЭВМ велось почти полностью самостоятельно и независимо от внешнего мира.Т. к. электронная вычислительная техника с момента своего первоначального создания рассматривалась как сверхсекретный стратегический продукт, и СССР приходилось разрабатывать и производить ее самостоятельно. Постепенно режим секретности смягчался, но и в конце 80-х годов наша страна могла покупать за рубежом лишь устаревшие модели ЭВМ (а самые современные и мощные компьютеры ведущие производители - США и Япония - и сегодня разрабатывают и производят в режиме секретности).Первая отечественная ЭВМ - МЭСМ (“малая электронно-счетная машина”) - была создана в 1951 г. под руководством Сергея Александровича Лебедева, советского конструктора вычислительной техники, впоследствии академика, лауреата государственных премий, руководившего созданием многих отечественных ЭВМ. Рекордной среди них и одной из лучших в мире для своею времени была БЭСМ-6 (“большая электронно-счетная машина, 6-я модель”), созданная в середине 60-х годов и долгое время бывшая базовой машиной в обороне, космических исследованиях, научно-технических исследованиях в СССР. Кроме машин серии БЭСМ выпускались и ЭВМ других серий - “Минск", “Урал”, М-20, “Мир” и другие, созданные под руководством И.С. Брука и М.А. Карцева, Б.И. Рамеева, В.М. Глушкова, Ю.А. Базилевского и других отечественных конструкторов и теоретиков информатики.Первая в мире ЭВМ ENIAC 11. Поколения ЭВМВ истории вычислительной техники существует своеобразная периодизация ЭВМ по поколениям. В ее основу первоначально был положен физико-технологический принцип: машину относят к тому или иному поколению в зависимости от используемых в ней физических элементов или технологии их изготовления. Границы поколений во времени размыты, так как в одно и то же время выпускались машины совершенно разного уровня. Когда приводят даты, относящиеся к поколениям, то скорее всего имеют в виду период промышленного производства; проектирование велось существенно раньше.В настоящее время физико-технологический принцип не является единственным при определении принадлежности той или иной ЭВМ к поколению. Следует считаться и с уровнем программного обеспечения, с быстродействием, другими факторами.Но разделение ЭВМ по поколениям весьма относительно. Первые ЭВМ, выпускавшиеся до начала 50-х годов, были “штучными" изделиями, на которых отрабатывались основные принципы; нет особых оснований относить их к какому-либо поколению. Нет единодушия и при определении признаков пятого поколения. В середине 80-х годов считалось, что основной признак этого поколения - реализация принципов искусственного интеллекта. Эта задача оказалась значительно сложнее, чем виделось в то время, и ряд специалистов снижают планку требований к этому этапу.Чем младше поколение, тем отчетливее классификационные признаки. ЭВМ первого, второго и третьего поколений сегодня, в лучшем случае музейные экспонаты. Машина первого поколения - десятки стоек, каждая размером с большой книжный шкаф, наполненных электронными лампами, лентопротяжными устройствами, громоздкие печатающие агрегаты, и все это на площади сотни квадратных метров, со специальными системами охлаждения, источниками питания, постоянно гудящее и вибрирующее (почти как в цехе машиностроительного завода). Обслуживание - ежечасное. Быстродействие до 1000 операций/с и память на 1000 чисел делало доступным решение задач, к которым раньше нельзя было и подступиться.Приход полупроводниковой техники (первый транзистор создан в 1948 г., а первая ЭВМ с их использованием - в 1956 г) резко изменил вид машинного зала - более нормальный температурный режим, меньший гул (лишь от внешних устройств) и, самое главное, возросшие возможности для пользователя. Впрочем, непосредственного пользователя к машинам первых трех поколений почти никогда не подпускали - около них находились инженеры, системные программисты и операторы, а пользователь чаще всего передавал в узкое окошечко или клал на стеллаж в соседнем помещении рулон перфоленты или колоду перфокарт, на которых была его программа и входные данные задачи. Доминировал для машин первого и второго поколении монопольный режим пользования машиной и/или режим пакетной обработки; в третьем поколении добавился более выгодный экономически и более удобный для пользователей удаленный доступ - работа через выносные терминалы в режиме разделения времени.Начиная со второго поколения, машины стали делиться на большие, средние и малые по признакам размеров, стоимости, вычислительных возможностей. Так, небольшие отечественные машины второго поколения (“Наири", “Раздан", “Мир” и др.) с производительностью порядка 104 оп/с были в конце 60-х годов вполне доступны каждому вузу, в то время как БЭСМ-6 имела профессиональные показатели (и стоимость) на 2 - 3 порядка выше.В начале 70-х годов, с появлением интегральных технологий в электронике, были созданы микроэлектронные устройства, содержащие несколько десятков транзисторов и резисторов на одной небольшой (площадью порядка 1 см2) кремниевой подложке. Без пайки и других привычных тогда в радиотехнике действий на них “выращивались" электронные схемы, выполняющие функции основных логических узлов ЭВМ (триггеры, сумматоры, дешифраторы, счетчики и т.д.). Это позволило перейти к третьему поколению ЭВМ. техническая база которого - интегральные схемы.При продвижении от первого к третьему поколению радикально изменились возможности программирования. Написание программ в машинном коде для машин первого поколения и для большей части машин второго поколения является занятием, с которым подавляющее большинство современных программистов знакомятся при обучении в вузе, а потом забывают. Появление процедурных языков высокого уровня и трансляторов с них было первым шагом на пути радикального расширения круга программистов.Уже в третьем поколении появились крупные унифицированные серии ЭВМ. Для больших и средних машин в США это прежде всею семейство IBM 360/370. В СССР 70-е и 80-е годы были временем создания унифицированных серии: ЕС (единая система) ЭВМ (крупные и средние машины), СМ (система малых) ЭВМ и “Электроника” (серия микро-ЭВМ). В их основу были положены американские прототипы фирм IBM и DEC (Digital Equipment Corporation). Были созданы и выпущены десятки моделей ЭВМ, различающиеся назначением и производительностью. Их выпуск был практически прекращен в начале 90-х годов, но многие из них еще используются в самых разных сферах деятельности, включая образование (например, компьютеры ДВК, БК, а также УКНЦ - аналоги мини-ЭВМ типа PDP-11 фирмы DEC).ЭВМ третьего поколения 12. Персональные компьютерыПодлинную революцию в вычислительной технике произвело создание микропроцессора. В 1971 г. компанией “Intel” (США) было создано устройство, реализующее на одной крошечной микросхеме функции процессора - центрального узла ЭВМ. Последствия этого оказались огромны не только для вычислительной техники, но и для научно-технического прогресса в целом. В области разработки ЭВМ первым таким последствием оказалось создание персональных компьютеров (ПК) - небольших и относительно недорогих ЭВМ.Восьмиразрядные микропроцессоры i8080 и Z80 в сочетании с операционной системой СР/М позволили создать ряд компьютеров, но тем не менее началом эры их массового появления стал 1976 г., когда появился знаменитый “Apple” (“Яблоко”), созданный молодыми американскими инженерами Стивом Возняком и Стивом Джобсом. За несколько лет было продано около 2 млн. экземпляров лишь этих ПК (особенно “Apple-2”), т.е. впервые компьютер стал устройством массового производства. Вскоре лидерство в этой области захватила фирма IBM, представивший в 1981 г. свой персональный компьютер IBM PC (PC - persona computer). Его модели PC XT (1983 г). PC AT (1984 г), ПК с микропроцессором Pentium (начало 90-х годов; содержит более 3 миллионов транзисторов!) стали, каждый в свое время, ведущими на мировом рынке ПК. В настоящее время производство ПК ведут десятки фирм (а комплектующие выпускают сотни фирм) по всему миру.Микропроцессор (сильно увеличенная фотография в разрезе)Первый персональный компьютер “Apple”Основные характеристики этих компьютеров:относительно невысокая стоимость (доступная для приобретения в личное пользование значительной частью населения);наличие операционной и интерфейсной систем, которые максимально упрощают пользователю работу с компьютером;наличие достаточно развитого и относительно недорогого набора внешних устройств в “настольном" исполнении;наличие аппаратных и программных ресурсов общего назначения, позволяющих решать реальные задачи по многим видам профессчональной деятельности.За четверть века, прошедшие с момента создания ПК, уже сменилось несколько их поколении: 8-битные, 16-битные, 32-битные. Многократно усовершенствовались внешние устройства, все операционное окружение, включая сети, системы связи, системы программирования, программное обеспечение и т.д. Персональный компьютер занял нишу “персонального усилителя интеллекта” множества людей, стал в ряде случаев ядром автоматизированного рабочего места (в цехе, в банке, в билетной кассе, в школьном классе - все перечислить невозможно).И не только персональные компьютеры...Массовость использования ПК, огромные рекламные усилия производителей и коммерсантов не должны заслонить тот факт, что кроме ПК есть и другие, многократно более мощные, вычислительные системы. В настоящее время лишь немногие государства способны производить, так называемые, супер-ЭВМ - компьютеры, на фоне которых ПК кажутся игрушками.Определить супер-ЭВМ можно лишь относительно: это самая мощная вычислительная система, существующая в соответствующий исторический период. В настоящее время наиболее известны мощные супер-ЭВМ “Cray" и “IBM SP2" (США). Модель “Сгау-3", выпускаемая с начала 90-х годов на основе принципиально новых микроэлектронных технологий, является 16-процессорной машиной с быстродействием более 10 млрд. операций в секунду над числами с “плавающей точкой"; в модели CS 6400 число процессоров доведено до 64. Супер-ЭВМ требуют особого температурного режима, зачастую водяного охлаждения (или даже охлаждения жидким азотом). Их производство по масштабам несопоставимо с производством компьютеров других классов.Большие ЭВМ более доступны, чем “супер”. Они также требуют специального помещения, иногда весьма немалого, поддержания жесткого температурного режима, высококвалифицированного обслуживания. Такую ЭВМ в 80-е годы мог себе позволить завод, даже крупный вуз. Классическим примером служат выпускавшиеся еще недавно в США машины серии IBM 370 и их отечественные аналоги ЕС ЭВМ. Большие ЭВМ используются для производства сложных научно-технических расчетов, математического моделирования, а также в качестве центральных машин в крупных автоматизированных системах управления.Мини-ЭВМ появились в начале 70-х годов. Их традиционное использование - либо для управления технологическими процессами, либо в режиме разделения времени в качестве управляющей машины небольшой локальной сети. Среди них выделяются “супер-мини", имеющие характеристики, сравнимые с характеристиками больших машин.Микро-ЭВМ обязаны своим появлением микропроцессорам. Среди них выделяют многопользовательские, оборудованные многими выносными терминалами и работающие в режиме разделения времени; встроенные, которые могут управлять станком, какой-либо подсистемой автомобиля или другого устройства, будучи его малой частью. Эти встроенные устройства (их часто называют контроллерами) выполняются в виде небольших плат, не имеющих рядом привычных для пользователя компьютера внешних устройств. ЗаключениеПри написании работы я ознакомилась с основными классами ЭВМ, с этапами их становления и развития, более подробно изучила их характеристики и свойства, плюсы и минусы каждого из поколения ЭВМ. В ходе работы также выявила основные пути их дальнейшего развития и сопоставила уже имеющиеся знания об ЭВМ с полученными в ходе исследования. Материал, представленный в первой главе моей работы можно свести в следующую таблицу:ЭТАПЫ ИНФОРМАЦИОННОГО РАЗВИТИЯ ОБЩЕСТВА|
Эпоха каменного века 30 тыс. лет до н.э. | Управление совместной деятельностью на охоте, при сооружении и обороне жилищ. Передача технологических навыков изготовления и применения орудий труда, приемов организации групповой охоты, правил земледелия и скотоводства. | | |
Неолитическая революция |
Эпоха ручной письменности 5 тыс. лет до н.э. | Обслуживание системы административных отношений между гражданами и органами власти. Обеспечение торговых и хозяйственных отношений в обществе. Передача технологических навыков, фиксация норм морали и права, закрепление религиозно-культовых протоколов, создание первых литературных произведений. | | |
Энциклопедическая революция |
Эпоха механизированной письменности XV век | Введение бумажных денег в систему экономических отношений. Унификация правовых систем и появление первых конструкций. Пропаганда знаний. Массовое образование. Первые энциклопедии. Начало издания газет и журналов. | | |
Промышленная революция |
Эпоха индустриализации XIX век | Усложнение экономических и хозяйственных отношений. Потребность в координации усилий и концентрации капиталов. Переход к управлению промышленностью и финансами в режиме реального времени. Повышение эффективности информационного обмена за счет индустриальных технологических процессов (телеграфия, телефония, фотография, литография) | | |
Компьютерная революция |
Эпоха автоматизации XX век | Внедрение автоматизированных систем управления в промышленности и на транспорте. Интеграция разных видов в систем связи. Унификация способов записи разных видов информации. Развитие электронной коммерции. Образование становится непрерывным. Средства массовой информации приобретают функции управления обществом. Роль информационных ресурсов возрастает. Стандарты, патенты, программное обеспечение и авторские права становятся важными средствами производства. | | |
Исходя из второй главы можно составить таблицу истории развития персональных компьютеров: |
| Первый персональный компьютер | Персональный компьютер IBM | Первый отечественный персональный компьютер | Современный персональный компьютер | | Год выпуска, производитель | 1976, фирма Apple | 1983, корпорация IBM | 1985, CCCP | 2002 | | Тип компьютера | Apple II | IBM PC/XT | Агат | Платформа Windows | | Процессор, частота | Motorola 6502, 1 МГц | Intel 8086 10 МГц | 1 МГц | Intel Pentium 4, 2ГГц | | Разрядность процессора | 8 бит | 16 бит | 8 бит | 64 бита | | Оперативная память | 48 Кбайт | 640 Кбайт | 48 Кбайт | 128 Мбайт | | Долговремен-ная память | НГМД, 1400 Кбайт | НЖМД, 10 Мбайт НГМД, 360 Кбайт | НГМД, 840 Кбайт | НЖМД, 50 Гбайт, DVD-ROM | | |
Список литературыОсновная литература.1. Информатика: учебное пособие для студентов педвузов/ сост. А.В. Могилев, Н.И. Пак, Е.К. Хеннер. - 2-е изд. - М.: издательский центр "Академия", 2003-816 с. 2. Симонович С.В. Общая информатика. - СПб.: Питер, 2007-428 с. 3. Информатика: учебник. - 3-е изд. перераб. / под ред. проф. Н.В. Макаровой. - М.: изд-во Финансы и статистика, 2001-768 с. Дополнительная литература. 4. Информатика и информационные технологии. Учебник для 10-11 классов / сост. Н.Д. Угринович. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2003. - 512 с. 5. И.Ю. Морозов. Информатика: учебное пособие для студентов гуманитарных факультетов педвузов. Ч.1. - Омск: издательство ОмГПУ, 1999-170 с. 6. Апокин И.А. История вычислительной техники: от простейших счет, приспособлений до сложных релейных систем / Апокин И.А., Майстров Л.Е. - М: Наука, 1990. - 262 с. 7. К.А. Зуев. Компьютер и общество. - М.: издательство полит. литературы, 1990. - 315 с. 8. Частиков А.П. История компьютера. - М.: Информатика и образование, 1996. - 128с 9. Смирнов Ю.П. История вычислительной техники: Становление и развитие: Учеб. пособие для студентов вузов / Чуваш. гос. ун-т им. И.Н. Ульянова; Под ред. Тихонова А.Н. - Чебоксары: Изд. - во Чуваш. ун-та, 1994. - 177 с. 10. Лучко О.Н., Воробьева Р.И. и др. Информатика: учебное пособие для абитуриентов. - Омск, ОГИС, 2004-185 с.
Страницы: 1, 2
|
