Головна сторінка

История развития вычислительной техники



Скачати 128.02 Kb.
НазваИстория развития вычислительной техники
Дата конвертації21.03.2016
Розмір128.02 Kb.
ТипИзложение


Донецкий городской совет Донецкой области

Донецкая общеобразовательная школа I-III ступеней № 7

Реализация программы «Дистанционное образование»

«Программа «Комплекс»
УРОК

Информатики

(9-й класс)
Тема: История развития вычислительной техники.




Подготовлен и проведён

учителем информатики

Серик О.В.

Дата проведения: апрель 2010 год
«История развития вычислительной техники»





Цели урока:

  1. Познакомить учащихся с тем:

  • как развивались счётно-решающие средства до создания ЭВМ;

  • что такое элементарная база и как её изменение влияло на создание новых типов ЭВМ;

  • как развивалась компьютерная техника от поколения к поколению.

  1. Связать информатику с другими предметами.


Задачи урока:

  1. Воспитательная – развитие познавательного интереса, воспитание информационной культуры.

  2. Учебная – знакомство с основными событиями, открытиями и изобретениями, связанными с развитием информатики.

  3. Развивающая – развитие внимания и логического мышления.


План урока:




  1. Организационный момент.

  2. Мотивационное начало урока.

  3. Изложение нового материала. Составление учениками во время урока краткого конспекта текста лекции.

  4. Закрепление изученного. Тестовая проверочная работа.

  5. Домашнее задание.



Ход урока





  1. Организационный момент.


Приветствие, проверка присутствующих. Объяснение хода урока. Постановка целей и задач для учащихся.


  1. Мотивационное начало урока.

В любой деятельности человек всегда придумывал и создавал разнообразные средства, приспособления и орудия труда. Всё это облегчало труд, делало его производительнее, расширяло возможности людей. Известно, что история материального производства и мировой науки тесно связана с историей развития орудий труда.

Первые вспомогательные средства для работы с информацией появились много позже первых орудий материального труда. Историки утверждают, что расстояние во времени между появлением первых инструментов для физического труда (топор, ловушка для охоты) и инструментов для регистрации информационных образов (на камне, кости) составляет около миллиона лет!

Следовательно, почти 99% времени существования человека на Земле труд носил только материальный характер.
Давайте, вспомним с какими тремя составляющими нам приходиться иметь дело в повседневной жизни?

(Вещество, энергия, информация.)
А что такое информация?

(Информация – это знания, которые человек получает из различных источников.)

Какие действия с информацией выполняет человек?

(Хранит, передаёт, обрабатывает)



- Вот сегодня мы поговорим о том, как изменялись средства обработки информации с древних времён.

- В течение урока я буду иллюстрировать свой рассказ слайдами, а в конце мы выполним небольшую тестовую работу.


  1. Изложение нового материала.



Слайд 1
Счётно-решающие средства до появления ЭВМ.
История вычислений уходит своими корнями в глубь веков также, как и история развития человечества.

Нетрудно догадаться, что первым счётным средством для человека были его пальцы. Кто из вас ими не пользовался?

Вот как описывает пальцевой счёт туземцев Новой Гвинеи знаменитый русский путешественник Н.Н. Миклухо-Маклай: «…папуас загибает один за другим пальцы руки, причём издаёт определённый 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 дойдёт до «ибон али» (две руки). Затем он идёт дальше, приговаривая «бе, бе».., пока недойдёт до «самба-бе» и «самба-али» (одна нога, две ноги). Если нужно считать дальше, папуас пользуется пальцами рук и ног кого-нибудь другого».

Также для подсчётов люди использовали камешки, палочки, узелки и пр.


Слайд 2.
Потребность в поиске решений всё более и более сложных задач и, как следствие, все более сложных и длительных вычислений поставила человека перед необходимостью искать способы, изобретать приспособления, которые смогли бы ему в этом помочь. Исторически сложилось так, что в разных странах появились сои денежные единицы, меры веса, длины, объёма, расстояния и т.д. Для перевода из одной системы мер в другую требовались вычисления, которые обычно могли производить лишь специально обученные люди, досконально знавшие всю последовательность действий. Их нередко приглашали даже из других стран. И совершенно естественно возникла потребность в изобретении устройств помогающих счёту. Тк постепенно стали появляться механические помощники. До наших дней дошли свидетельства о многих таких изобретениях, навсегда вошедших в историю техники.

Одним из первых устройств (5-6 век до н.э. Греция), облегчавших вычисления, можно считать специальное приспособление, названное впоследствии Абаком.

Первоначально это была доска, посыпанная тонким слоем мелкого песка или порошка из голубой глины. На ней заострённой палочкой можно было писать буквы, цифры. Впоследствии абак был усовершенствован и вычисления на нём уже производились путём перемещения костей и камешков в продольных углублениях, а сами доски начали изготавливаться из бронзы, камня, слоновой кости и пр. Со временем эти доски стали расчерчиваться на несколько полос и колонок.

У японцев этот прибор назывался «серобян», у китайцев – «суан-пан».

В Древней Руси при счёте применялось устройство, похожее на абак, и называлось оно «русский щот». В 17 веке этот прибор уже имел вид привычных русских счётов, которые можно встретить и в наши дни.

Слайд 3



В начале 17 столетия шотландский математик Джон Непер ввёл понятие логарифма, опубликовал таблицы логарифмов.

Затем в течение двух веков развивались вычислительные инструменты, основанные на использовании этой математической функции. В результате появилась логарифмическая линейка.


Слайд 4


До недавнего времени этот инструмент был вычислительным средством для инженеров.

В 1645 году, когда математика стала играть ключевую роль в науке, всё острее ощущалась необходимость в изобретении счётной машины. Молодой французский математик и физик Блез Паскаль создал первую счётную машину «Паскалину», которая выполняла сложение и вычитание.

Паскалина

Слайд 5




В 1670-1680 годах немецкий математик Готфрид Лейбниц сконструировал счётную машину, которая выполняла все четыре арифметических действия.

В течение следующих двухсот лет было изобретено несколько подобных счётных устройств, которые из-за ряда недостатков не получили широкого распространения.

Лишь в 1878 году русский учёный П. Чебышев сконструировал счётную машину, выполнявшую сложение и вычитание многозначных чисел. Наиболее широкое распространение в то время получил арифмометр, сконструированный петербургским инженером Однером в 1874 году. Конструкция прибора была весьма удачной, так как позволяла довольно быстро выполнить все четыре арифметических действия.

В 30-е годы в нашей стране был разработан более совершенный арифмометр – «Феликс».



машина Лейбница арифмометр «Феликс»

Слайд 6

Слайд 7




Важным событием 19 века было изобретение английского математика Чарльза Бэббиджа, который вошёл в историю как изобретатель первой вычислительной машины – прообраза современных компьютеров. В 1812 г. он начал работать над так называемой «разностной» машиной. К 1822 году он построил небольшую действующую модель и рассчитал на ней таблицу квадратов.

В 1833 году Бэббидж приступил к разработке аналитической машины. Она должна была отличаться от разностной машины большей скоростью и более простой конструкцией. Согласно проекту, новую машину предполагалось приводить в действие силой пара.

Слайд 8




Аналитическая машина была задумана с тремя основными блоками. Первый блок – устройство для хранения чисел на регистрах из зубчатых колёс и система, которая передаёт эти числа от одного узла к другому (в современной терминологии это память). Второй блок – устройство, позволяющее выполнять арифметические операции. Бэббидж назвал его «мельницей». Третий блок предназначался для управления последовательностью действий машины. В конструкцию аналитической машины входило также устройство для ввода исходных данных и печати полученных результатов.


Слайд 9
Предполагалось, что машина будет действовать по программе, которая задавала бы последовательность выполнения операций и передачи чисел из памяти в мельницу и обратно. Программы, в свою очередь, должны были кодироваться и переноситься на перфокарты. Английский математик леди Ада Лавлейс разрабатывает первые программы для машины Бэббиджа. Она заложила многие идеи и ввела ряд понятий и терминов, которые используются и по сей день.

Однако, из-за недостаточного развития технологии проект Бэббиджа не был реализован.



аналитическая машина

Слайд 10
В 1888 году Генрих Холлерита (США) создал устройство Табулятор, необходимое для автоматического вычисления при переписи населения. Информация, нанесённая на перфокарты, расшифровывалась с помощью электрического тока. Это устройство позволило обрабатывать данные всего за 3 года вместо затрачиваемых 8 лет.

С момента возникновения идеи Бэббиджа о создании аналитической машины до её реального внедрения в жизнь прошло более полутора столетий. Это обусловлено тем, что при создании любого устройства, в том числе и компьютера, очень важным фактором является выбор элементарной базы, то есть тех деталей, из которых собирается вся система.



табулятор

Слайд 11




Первая программистка
Ада Лавллейс (Ada Byron, Countess of Lovelace). Дочь известного французского ученого лорда Байрона, Ада с детства увлекалась математикой. Аду чрезвычайно заинтересовала аналитическая машина, изобретенная Бэббиджем. Лишь благодаря ей мы знаем все подробности о труде Бэббиджа, который сам не удосужился описать свое детище, ограничившись подробными чертежами. Она перевела и прокомментировала “Замечания” Менабра о машине Бэббиджа. Она разработала первые программы для машины, заложила многие идеи, разработала начала теории программирования и ввела ряд понятий и терминов, сохранившихся до настоящего времени.

Таким образом, Ада стала первой в истории программисткой. Не удивительно, что один из современных языков программирования носит имя Ада.



Слайд 12



Первое поколение ЭВМ.

Появление электронно-вакуумной лампы позволило учёным претворить в жизнь идею создания вычислительной машины. Она появилась в 1946 году в США и получила название ЭНИАК (электронный численный интегратор и калькулятор). Конструкторами ЭНИАК были Дж. Моучли и Дж. Эккерт. Это событие ознаменовало начало пути, по которому пошло развитие электронно-вычислительных машин (ЭВМ).

Первое поколение (1946 – середина 50-х годов). Элементарной базой служили электронно-вакуумные лампы, устанавливаемые на специальных шасси, а также резисторы и конденсаторы. Элементы соединялись проводами навесным монтажом. В ЭВМ ЭНИАК было 20 тыс. электронных ламп, из которых ежемесячно заменялось 2000. За 1 секунду машина выполняла 300 операций умножения или же 5000 сложений многоразрядных чисел. Основные идеи, по которым развивалась вычислительная техника принадлежали американскому математику Джону фон Нейману.

Первая отечественная ЭВМ была создана в 1951 году под руководством академика С.А. Лебедева, и называлась она МЭСМ (малая электронная счётная машина). Затем в эксплуатацию ввели БЭСМ. Самой мощной ЭВМ 50-х годовв Европе была советская электронно-вычислительная машина М-20 с быстродействием 20 тыс. оп/с и объёмом оперативной памяти 4000 машинных слов.

С этого времени начался бурный расцвет отечественной вычислительной техники, и к концу 60-х годов в нашей стране успешно функционировала лучшая по производительности (1 млн. оп/с) ЭВМ того времени – БЭСМ-6, в которой были реализованы многие принципы работы последующих поколений компьютеров.

Слайд 13






Слайд 14



Второе поколение ЭВМ.

Второе поколение приходится на период от конца 50-х до конца 60-х годов.

К этому времени был изобретён транзистор, который пришёл на смену электронным лампам. Это позволило заменить элементарную базу ЭВМ на полупроводниковые элементы (транзисторы, диоды), а также резисторы и конденсаторы более совершенной конструкции. Один транзистор заменял 40 электронный ламп, работал с большей скоростью, был дешевле и надёжнее. Средний срок его службы в 1000 раз превосходил продолжительность работы электронных ламп.

Изменилась и технология соединения элементов. Появились первые печатные платы – пластины из изоляционного материала, на которые по специальной технологии фотомонтажа наносился токопроводящий материал.

Такая формальная замена одного типа элементов на другой существенно повлияла на все характеристики ЭВМ.
Слайд 15



Слайд 16




Третье поколение ЭВМ.
Этот период продолжается с конца 60-х до конца 70-х годов. Подобно тому как изобретение транзисторов привело к созданию компьютеров второго поколения, появление интегральных схем ознаменовало новый этап в развитии вычислительной техники – рождение машин третьего поколения.

В 1958 году Джон Килби впервые создал опытную интегральную схему. Такие схемы могут содержать десятки, сотни и даже тысячи транзисторов и других элементов, которые физически неразделимы. Интегральная схема выполняет те же функции, что и аналогичная ей схема на элементарной базе ЭВМ второго поколения, но при этом она имеет существенно меньшие размеры и более высокую степень надежности..

Первой ЭВМ, выполненной на интегральных схема, была ЭВМ-360 фирмы ВМ.


Слайд 17






Слайд 18




Четвёртое поколение ЭВМ
Этот период самый длительный (от конца 70-х по настоящее время). Он характеризуется всевозможными новациями, приводящими к существенным изменениям.

Следует особо отметить одну из самых значительных идей: использование для вычислений одновременно нескольких процессоров (мультипроцессорная обработка). Появились большие интегральные схемы (БИС). На их основе стали появляться микропроцессоры, с появлением которых связано одно из важнейших событий в истории вычислительной техники – создание и применение П ЭВМ (ПК).


Слайд 19




Слайд 20



Пятое поколение ЭВМ.
Это машины недалёкого будущего. Основным 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.


Слайд 21




  1. Тестовая проверочная работа.

ТЕСТ


  1. Информация, хранимая в книгах, на магнитных носителях, пластинках называется:

А. архивной

Б. внутренней

В. полезной

Г. внешней

  1. Ученик пишет изложение. Какие информационные процессы выполняются учеником?

А. приём и отправление

Б. приём, обработка и хранение

В. приём, хранение, отправление

Г. приём, обработка, хранение, отправление

  1. Как называли линейку, помогающую счёту?

А. тригонометрическая

Б. степенная

В. логарифмическая

Г. периодическая

  1. Из предложенных сообщений выбрать процедурную информацию

А. Бит 0 единица измерения информации.

Б. Сумма углов в треугольнике равна 180 градусам.

В. Окружность – множество точек, равноудалённых от центра.

Г. При умножении простых дробей их числители и знаменатели перемножаются.

  1. Когда был создан первый арифмометр – механическое счётное устройство:

А. в 19 веке

Б. в 20 веке

В. в 18 веке

Г. в 14 веке

  1. Чему равен 1 Кбайт?

А. 1000 бит

Б. 1000 байт

В. 1024 бит

Г. 1024 байт

  1. В общей схеме передачи информации между источником и приёмником информации должен (должная) существовать…

А. линия связи

Б. канал передачи

В. воздух

Г. электрическое поле

  1. Укажите «лишний» объект с точки зрения способа представления информации

А. Школьный учебник

Б. Разговор с учителем

В. Фотография папы

Г. Чертёж болта

  1. В какой из последовательностей единицы измерения информации указаны в порядке возрастания:

А. байт, килобайт, мегабайт, бит

Б. килобайт, байт, бит, мегабайт

В. байт, мегабайт, килобайт, гигабайт

Г. байт, килобайт, мегабайт, гигабайт

  1. Кого называют первой в истории женщиной – программистом:

А. Софью Ковалевскую

Б. Марию Склодовскую-Кюри

В. Аду Лавлейс







Слайд 22,23


  1. Домашнее задание

Подобрать интересные сообщения из истории развития ЭВМ в нашей стране.