6 класс информатика 1.2

1.2. История развития вычислительной техники

ВЫ НАУЧИТЕСЬ:
рассказывать об истории и перспективах развития вычислительной техники.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:
Вычислительная техника
Есептеуіш техникасы
Computer technics

С постоянным ускорением научно-технического прогресса расширяется сфера применения вычислительной техники при решении сложных задач.

Вычислительная техника – это совокупность технических и математических средств, методов и приемов для автоматизации трудоемких процессов вычислений, связанных с обработкой информации.

В электронных вычислительных машинах (ЭВМ) подразумевается использование электронных компонентов в качестве их функцинальных узлов.
Развитие вычислительной техники можно разделить на пять этапов:
– ручной;
– механический;
– электромеханический;
– электронный;
– компьютерный.
Самый ранний этап развития вычислительной техники – ручной.
Он начался на заре человеческой цивилизации. Для счета использовали части тела, и в первую очередь – пальцы рук и ног. У разных народов мира существовали разные счетные приборы. Первым счетным прибором в истории человечества стал абак – счетная доска. С помощью него вычисления выполнялись по разрядам. В Древней Греции и Древнем Риме в V веке до нашей эры были распространены древнегреческий и древнеримский абаки. У народов Южной Америки в VII веке нашей эры был развит узелковый счет, в VI веке в Китае – китайские счеты «суан-пан», а в XV–XVI веках в Японии – японский соробан. Русские счеты по явились примерно на рубеже XV–XVII веков (рис. 1.4).

Рис. 1.4. Ручной этап вычислительной техники

Продолжают ли использовать в наше время способы счета ручного этапа?

В XVII веке были созданы вычислительные устройства и приборы, использующие механический принцип вычислений. Первая механическая машина была описана в 1623 году В. Шиккардом. Она была изготовлена в единственном экземпляре и предназначалась для выполнения четырех арифметических операций (рис. 1.5).

Рис. 1.5. Счетная машина В. Шиккарда

В 1642 году была построена действующая модель машины Б. Паскаля (рис. 1.6). В ней использовалась более сложная схема. Именно арифмометр Паскаля положил начало механическому этапу развития вычислительной техники.

Рис. 1.6. Арифмометр Б. Паскаля

Электромеханический этап развития вычислительной техники был самым коротким. На этом этапе была реализована идея Ч. Бэббиджа – создание универсальной вычислительной машины с программным управлением. Машина Бэббиджа работала на парe. Она была полностью автоматизирована и производила сложение за 3 секунды, умножение и деление – за 2 минуты (рис. 1.7).

Рис. 1.7. Арифмометр Ч. Бэбиджа

Многие наработки данного этапа легли в основу развития современного этапа развития вычислительной техники – электронного. Переход к нему начался в 50-х годах XX века. Основным инструментарием этого этапа стали большие ЭВМ (электронно-вычислительные машины).
В соответствии с элементами – электронно-вакуумные лампы, транзисторы, интегральные схемы, большие интегральные схемы и сверхбольшие интегральные схемы – стали выделять поколения ЭВМ (рис. 1.8).

Рис. 1.8. Поколения ЭВМ

Первой ЭВМ считается ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer). Она была создана в США в 1946 году инженерами Джоном Эккертом и Джоном Мочли. Впоследствии она стала универсальной машиной и могла решать различные задачи.
Основные задачи, которые ставились перед ЭВМ I–IV поколений, – это увеличение производительности числовых расчетов и достижение большой емкости памяти.
Переход к компьютерному этапу начался с середины 80-х годов XX века. В настоящее время ведутся интенсивные разработки ЭВМ V поколения на основе больших интегральных схем повышенной степени интеграции.
ЭВМ с максимальной производительностью называются суперкомпьютерами. Сверхмощные компьютеры базируются на использовании оптоэлектронных принципов – лазеров, голографии.
Создание компьютеров с искусственным интеллектом позволит устранить барьер между человеком и компьютером.
Успех всего человечества зависит от будущего высоких технологий. Мы знаем, как стремительно развиваются и выпускаются новые и более совершенные модели ЭВМ. Постоянный процесс развития, по словам ученых и исследователей, в ближайшем будущем позволит кардинально изменить персональные компьютеры.
Компьютеры будущего будут обрабатывать информацию, введенную в виде рукописи, печатного текста или человеческого голоса.
Предполагается, что в 2020–2025 годах должны появиться биокомпьютеры, молекулярные, оптические и квантовые компьютеры. Работа на компьютерах будущего облегчит и упростит труд человека в десятки раз.

Опишите, каким вы представляете компьютер будущего.

Знание. Понимание

1. Перечислите этапы развития вычислительной техники.
2. Произнесите словосочетание «вычислительная техника» на казахском и английском языках.
3. В чем отличие этапов друг от друга?
4. Назовите признаки, отличающие ЭВМ.
5. Какая машина положила начало механическому этапу развития вычислительной техники?

Применение

6. Укажите временной промежуток для каждого поколения ЭВМ (табл. 1.1).

Таблица 1.1

Анализ

7. Запишите имя ученого и его разработки электронно-вычислительных машин, заполнив таблицу 1.2. Проанализируйте принцип работы ЭВМ.

Таблица 1.2

Синтез

8. Напишите, какие, на ваш взгляд, задачи стоят перед разработчиками при создании ЭВМ пятого поколения.

Оценивание

9. На рисунке 1.9 изображена современная цифровая техника. Какие функции выполняет каждое из перечисленных устройств? Дайте оценку функциям устройств.

Рис. 1.9. Современная цифровая техника

Альтернативной заменой современных компьютеров является создание оптических ЭВМ.
Молекулярные компьютеры – это ЭВМ, использующие вычислительные возможности биологических молекул.
Квантовый компьютер – это вычислительное устройство, которое основано на выполнении квантовых алгоритмов.
Нанокомпьютеры – вычислительные устройства на основе логических элементов размером порядка нескольких нанометров (1 нанометр = 10^–9 метров).
ДНК-компьютеры, функционирующие как живой организм или содержащие биологические компоненты.

Электронные задания