Файл: "История и развитие средств вычислительной техники".pdf

Содержание:

Введение

На сегодняшний день, практически невозможно встретить человека, чья жизнь никак не была бы связана с компьютером. В виду своей повсеместной интегрированности в человеческий быт, компьютеры постоянно совершенствуются, дабы отвечать запросам современного общества. Компьютер является “рабочей лошадкой” в мире интеллектуального труда, который без проблем берет на себя рутинную обработку информации. И с течением времени, спектр возможностей компьютеров возрастает настолько, что на момент написания данной работы, неподготовленный человек в ходе знакомства с компьютерной техникой, мог ненароком уверовать в наличие интеллекта у данной машины.

Мало сфер человеческой деятельности отражают набор высоты полета, человеческой мысли, как это делает информатика.

Задача данной работы, проследить историю развития средств вычислительной техники, проводя параллели с развитием науки, и изменением людского быта.

В теоретической части работы будут раскрыты такие вопросы как:

Предпосылки к возникновению вычислительной техники.

Этапы развития вычислительной техники.

Барьеры на пути развития вычислительной техники.

В практической части будет реализована задача расчета выплаты пенсий пенсионерам используя табличный процессор. Так же будут выпущены выходные формы документов , вроде лицевого счета обслуживаемых пенсионеров. Результаты будут представлены в расчетном виде, а так же будет представлен мануал применения спроектированной таблицы.

Работа выполнена на ПЭВМ Intel Celeron – 2,66 ГГц/ 1024 Mb RAM/ 200 Gb HDD/ DVR – 110D, DVD – RW/ FDD 1,44. Для выполнения работы использовались следующие программы:

1. Текстовый редактор « Word – 2003».
2. Табличный процессор «Excel – 2003».
3. ПРЕДПОСЫЛКИ К ВОЗНИКНОВЕНИЮ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ

Не будет неправильным положить, что истоком истории вычислительной техники являются обычные счёты, которые долгое время являлись чуть ли не единственным практически применимым средством упрощения счёта. Зачатки идей о создании логической машины выразил в XVI веке испанский монах Раймунд Луллит. Конкретно же данная идея начала воплощаться в реальность во второй половине минувшего столетия.

В 1623 году на ватикансткий престол восходит папа римкий Урбан VIII, но для нас этот год интересен тем, что астроном по имени Уильям Шикард объявил о содании механической машины, способной слагать и вычитать числа между собой шестиразрядные числа. При помощи несложных доработок машина обзавелась функциями умножения и деления, в а случаях, когда результат выходил за пределы возможности вычислительного механизма, звенел колокол. Сорока годами позднее, Блез Паскать явил миру механизм сложения семизначных чисел, а в будущем Готфрид Вильгельм фон Лейбниц собрал машину, способную складывать, вычитать и умножать невероятные по меркам тех времени 12ти разрядные числа.

Следующим витком эволюции вычислительных машин стал девятнадцатый век, в котором впервые стали использоваться перфокарты. В 34м году, Чарльз Беббидж полностью описал без реализации машину, в которая в теории должна была выполнять дифференциальные расчеты до 20го знака, при том что в действие должна была приводиться силовой установкой на пару. В конструкции имелся прообраз ЦП, ввод осуществлялся перфокартами, имелась своеобразная память, и вывод на печатный пресс.

Изобретение было рождено в интеллектуальном симбиозе с Адой Кинг, которая считается первой женщиной программистом в истории и по совместительству, внебрачной дочерью Байрона. Именно в её честь в последствии назовут язык программирования Ада.

Дорр Фелт известный американский изобретатель и промышленник, создал клавишный ввод, а Герман Холлерит ,- инженер немецкого происхождения и основатель «Tabulating Machine Company», на закате XIX века создал машину, с помощью которой была проведена перепись населения США. Данные о каждом респонденте выбивались на отдельных для каждого перфокартах, которую мог прочитать механизм. В последствии компания Холлерита станет известной нам IBM

1. ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ.

В основе вычислительной техники лежат логические и математические процессы, которые в примитивной или сложной форме обрабатывают входящую информацию. И если в условном начале своего развития, вычислительная техника применялась для продвижения науки вперед, то на момент написания данной работы, она уже повсеместно использовалась в бытовых задачах, и даже в откровенно низменных(мнение автора о соцсетях).

Вычислительная машина,- есть комплекс аппаратных мощностей представленных в виде устройства для обработки информации.

Операционная система – программное обеспечение, управляющее распределением и использованием ресурсов, организацию интерфейсов и тд. Лидером на рынке операционных систем является Microsoft Corporation. С заметным отрывом за ней следуют Linux, Apple, и другие.

Язык, посредством которого пишется программное обеспечение, называется языком программирования(Си, Алгол, Паскаль, Ассемблер, Фортран). Так как вычислительное устройство никаких языков не понимает, в виду того что выполнено в электро-механическом исполнении, нужен “посредник” между моделируемыми человеком сложными задачами, и простыми вычислениями. Этим посредником выступает программное обеспечение.

Так как на базовом уровне, процессор выполняет довольно простые вычисления, мощность его измеряется скоростью выполнения этих самых вычислений.

Для удобства используется термин MIPS– миллион (машинных) инструкций в секунду.

Интересный факт- в середине пути развития вычислительной техники, использовался так называемый фальшпол, который опирался на распорки, и нужен был для того, чтоб большое количество кабелей не захламляло основное помещение, и могло быть уложено под ним.

В XX веке увеличение вычислительных мощностей было одной из главных целей научного сообщества, форвардом которого в этом отношении стал Алан Тьюринг,- создатель “машины Тьюринга”.

Его статья «Может ли машина мыслить» написанная им в 1938 году, стала объектом дискуссий в ученой среде. Самой первой из наиболее значимых решенных машинами задач, я считаю дешифровку немецких секретных сообщений, написанных кодирующей машиной Enigma, вычислительной машиной Colossus. Это событие оказало большое влияние на исход Второй мировой войны.

Конрад Цузе – пионер компьютеростроения, параллельно выпуску статью Тьюрингом, создал первый на самом деле программируемый компьютер Z1, который функционировал на основе двоичного кода, и программировался перфокартами. Далее были Z2,Z3 и Z4.

Говард Эйкен – капитан второго рагна ВМФ США, под руководством которого, команда из пяти инженеров компании IBM в 1941м году разрабатывает и строит первый, программируемый, американский компьютер “MаркI”. Он не отличался компактностью и вес его составлял 7 тонн. Следующим , мир увидел тридцатитонного гиганта “Eniac”, созданного Джоном фон Неймаманом. Нейман не был сколь либо ограниченным в мышлении человеком, и это отразилось в его детище, которое имело в своем составе восемнадцать тысяч ламп, полторы тысячи реле с потребляемой мощностью 174кВт.

“Eniac”, мог выполнять 357 операций умножения в секунду(или 5000 операций сложения)

С началом массового производства кремниевых транзисторов, во второй половине 20-го века, размеры создаваемых вычислительных машин ощутимо уменьшились. В 1956м году компания IBM выпускает первый жесткий диск KAMAK 305.

Далее скорость эволюции вычислительной техники, набирает внушающие обороты,- создаются языки программирования Фортран(1957, под руководством Джона Бэкуса), Кобол(1959г Грейс Хоппер) (1960, комитет по языку высокого уровня IFIP).

В 1964 году, профессорами Дармутского колледжа создается язык программирования “Бэйсик”, при помощи которого в последствии будут обучать студентов программированию.

1968 год,- в Мехико, проходят 19-е летние олимпийские игры, а на выставке интерактивных устройств в Калифорнии, представлена первая в мире компьютерная мышь. В 1969 году, компания AT&T представляет свой проект операционной системы UNIX. В том же году, агентство по перспективным исследованиям Министерства Обороны США, создает далекого прародителя сети Интернет,- “Arpanet”. И дальнейшее соединение группы удаленно расположенных компьютеров, можно назвать точкой невозврата, эпохи коммуникационных преград человечества. На заре 70х создаются первые четырех и восьми разрядные процессоры, гибкие магнитные носители, и язык “Paskal” названный в честь французского математика.

В 1972м году, Дениссом Ритчи представлен язык Си. Двумя годами позднее компания “Intel” выпускает процессор 8080, а Гордон Мур (один из основателей компании Intel)в 1975м году выводит закономерность удвоения количества транзисторов на той же площади, каждые два года. Во второй половине 70х, на рынок выходят Apple и Atari. Параллельно развитию мощностей, вычислительной техники, модернизируется прикладное программирование и компьютерная периферия. Создаются промышленные модемы, принтеры, и тд.

Необходимость выполнения большого количества вычислений в военном деле, привела к большой популярности промышленных компьютеров во второй половине девятнадцатого века.

Первые машины были громоздкими монстрами и требовали трудоемкого заведения данных и программирования. Для каждой машины выделялись специальные помещения.

Первые машины были довольно больших размеров, особенно в сравнении с их вычислительными возможностями, так как работали они на электронных лампах. Кроме того, они потребляли много энергии и требовали хорошего охлаждения. Эти машины выполняли несколько сот операций в секунду, к тому же стоили очень дорого, так как производились в малых количествах.[3,546]

К первому поколению компьютеров относятся отечественные машины «Минск-1», «Урал-1», «БЭСМ-1».

Уменьшение размеров компьютеров стало возможным лишь около сорока лет назад с появлением транзисторов.

Машины следующего поколения были выполнены на полупроводниках, стали меньше, потребляли несколько киловатт и выполняли несколько тысяч операций в секунду. К этому поколению относятся отечественные машины «Минс-21», «Урал-14», «Наири».

Третье поколение основано на интегральных схемах. В нашей стране таковы были машины серии ЕС ЭВМ. Что же до компьютеров четвертого поколения, то они используют большие и сверхбольшие интегральные микросхемы.

Прежде чем продолжить рассказ о компьютерах прошлого, отметим, что производительность компьютера измеряется в MIPS (Million Instructions Per Second) для операций с целыми числами и MFLOPS (Million Flops Per Second) для операций с плавающими числами.

На Западе в 70 – 80-х годах были распространены большие машины серии IBM 360 и IBM 370, в нашей стране – серия ЕС (Единая Система). Части машин серии ЕС выпускались в разных социалистических странах, например, магнитные ленты производились в ГДР, лентопротяжные механизмы – в Болгарии, процессоры в СССР и т.д. Эти машины занимали много места и требовали помещения не менее 20 квадратных метров, специально оборудованные залы для машины, а также помещения для персонала. Требовался и специальный обслуживающий персонал: Системщик отвечал за работу программного обеспечения, а электронщик – электронного, то есть аппаратного.[1,201]

Машина работала в специально оборудованном помещении с фальшполом, устанавливались приборы для поддержания определенной температуры и влажности. Если температура превышала требуемую, компьютер начинал работать нестабильно. Производительность этих компьютеров считалось высокой. На самом деле машины серии ЕС уступали по этому показателю современному персональному компьютеру. Например, в 70-х годах магнитные диски имели размер 7 Мбайт, затем 29.

Каждый сменный диск был размером с современный системный блок, а само устройство для работы с ним напоминало письменный стол. Устройство для считывания магнитных лент было с небольшой книжный шкаф. Не менее громоздким были устройства считывания с перфокарт и принтеры. Теперь представим, что такие устройств было несколько и все они располагались в одном помещении.

По тем временам эта техника считалась прогрессивной. Кроме серии ЕС, были машины отечественного производства типа Минск-22 (32), выпускавшиеся Белоруссией, и БЭСМ. Долгое время машина БЭСМ считалась не хуже зарубежных аналогов и хорошо послужила народному хозяйству. Производительность указанных машин была примерно одного порядка.

Работать на машинах 70 – 80-х годов было довольно сложно. Вся информация заводилась при помощи перфокарт или перфолент. Каждая перфокарта служила для описания одной строки (программы, данных). Если случалась ошибка, то нужно было найти перфокарту и ее заменить, после чего запустить программу еще раз. Все это занимало немало времени. Особенно сложно было, когда перфокарта не имела надписей, тогда приходилось по кодам определять нужную.[1,45]

Труднее всего было работать с перфолентами. В случае ошибки по кодам (разное расположении выбитых отверстий на ленте) нужно было определить ее месторасположение, вырезать, набить вставку с несколькими предыдущими и последующими командами (данными), затем наложить куски лент, соединить их липкой лентой и пробить снова отверстия шилом, чтобы устройство могло правильно считать дырки на ленте. На компьютерах того времени дисплей и клавиатура (если они присутствовали) использовались системщиком для организации работы на машине. Пользователи же должны были работать с перфокартами и перфолентами.