1.2. Есептеуіш техникасының даму тарихы
НЕНІ ҮЙРЕНЕСІҢДЕР?
Компьютерлік тенологияның даму тарихы мен болашағы жөнінде әңгімелеуді.
ТІРЕК СӨЗДЕР
Есептеуіш техникасы – Вычислительная техника –
Computer technics
Ғылыми-техникалық прогрестің дамуымен күрделі мәселелерді шешуде есептеуіш техникасын қолдану аясы да кеңеюде.
Есептеуіш техникасы – математикалық есептеулерді, ақпараттарды өңдеуді автоматтандыруға және механикаландыруға негізделген құрылғылар жиынтығы.
Электрондық есептеуіш машиналарда (ЭЕМ) электрондық компоненттерді оның функционалдық бірліктері ретінде қолдану қарастырылады.
Есептеуіш техникасының дамуын 5 кезеңге бөлуге болады:
– қол саусақтарымен санау;
– механикалық;
– электрмеханикалық;
– электрондық;
– компьютерлік.
Есептеуіш техникасының ең алғашқы дамуы қол саусақтарымен санау кезеңінен басталды. Есептеудің даму кезеңі адамзат өркениетінің дамуынан бастау алған. Есептеу үшін аяқ пен қол саусақтары пайдаланылды.
Әлемнің әр түкпіріндегі халықтарда түрлі есептеу құралдары болды. Адамзат тарихында ең алғаш есептеу құралы абак – есептеу тақтасы пайда болды. Оның көмегімен есептеулер разрядтар бойынша орындалды. Біздің дәуірімізге дейінгі V ғасырда Ежелгі Рим мен Ежелгі Грекияда абак кеңінен таралды. Біздің дәуіріміздің VII ғасырында Оңтүстік Америка халқы есептеуді түйіншекпен жүргізді. VI ғасырда Қытайда – суан-пан, ал XV–XVI ғасырда Жапонияда – соробан жапондық есептеуіш құралдары қолданылды. Ал орыс есептеуіш құралдары шамамен XVI–XVII ғасырда пайда бол- ды (1.2.1-сурет).
1.2.1-сурет. Есептеуіш құралдар
Қол саусақтарымен санау тәсілі қазіргі уақытта қолданыла ма?
Механикалық есептеулер принципіне негізделген есептеуіш құрылғылар мен аспаптар XVII ғасырда пайда болды. 1623 жылы В. Шиккард алғашқы механикалық машинаны сипаттаған болатын. Арифметикалық төрт амалдарды орындауға арналған бұл құралдың бір данасы ғана құрастырылды (1.2.2-сурет).
1.2.2-сурет. В.Шикард есептеу машинасы
1642 жылы Б. Паскаль осы машинаға ұқсас машинаның моделін жасап ұсынды. Онда өте күрделі сызбалар қолданылды. Паскаль есептеуіш техникасының даму тарихында механикалық кезеңнің негізін салды (1.2.3-сурет)
1.2.3-сурет. Б. Паскаль арифмоиетрі
Есептеуіш техникасының электрмеханикалық даму кезеңі ең қысқа болды. Бұл кезеңде Ч. Бэббидждің идеясы программалық басқаруға негізделген әмбебап есептеуіш техникасының пайда болуымен жүзеге асырылды. Бэббидж машинасы жұппен жұмыс істеуге арналған. Онда қосу амалы – 3 секундта, ал көбейту мен бөлу – 2 минутта орындалатын болған (1.2.4-сурет).
1.2.4-сурет. Ч. Бэббидж машинасы
Осы кезең электрондық даму кезеңімен жалғастырылды. Электрондық кезең XX ғасырдың 50-жылдарынан бастап дами бастады. Бұл кезеңнің негізгі құралы үлкен ЭЕМ (Электрондық есептеуіш машина) болды.
Электрондық шамдарға, транзисторларға, интегралдық микросызбаларға, үлкен интегралдық микросызбаларға және өте үлкен көлемдегі интегралдық микросызбаларға сәйкес ЭЕМ буындарын бөлу айқындалды (1.2.5-сурет).
Алғашқы ЭЕМ – ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer). ENIAC машинасы 1946 жылы АҚШ-та құрастырылды. Ол түрлі есептер шығаруға болатын әмбебап машинаға айналды.
I–IV буындар аралығындағы ЭЕМ-да үлкен көлемдегі жадтармен сандық есептеулерді жүргізу қарастырылды.
Компьютерлік кезең XX ғасырдың 80-жылдарының ортасында басталды. Бүгінгі күні үлкен интегралдық сызбаға негізделген ЭЕМ-ның V буыны даму үстінде.
Мүмкіндігі жоғары ЭЕМ суперкомпьютер деп аталады. Жоғарғы қуатты компьютерлер оптикалық-электрондық принциптерге (лазер мен голографияға) негізделген.
1.2.5-сурет. ЭЕМ буындары
Жасанды интеллектімен құрылған компьютерлер адам мен компьютер арасындағы кедергіні жоюға мүмкіндік береді.
Болашақтағы компьютерлер қолжазба немесе баспа мәтіндері түрінде берілген ақпаратты өңдеп, адам дауысын түсінетін болады. Сонымен бірге мәтіндерді басқа тілге аударуды жүзеге асырады.
Адамзаттың барлық жетістігі болашақта дамитын технологияға байланысты. ЭЕМ моделі тез қарқынмен дамып, шығарылу үстінде. Ғалымдар мен ізденушілердің зерттеулері бойынша жуық арада арнайы компьютерлер мүмкіндігі түбегейлі өзгеріске ұшырайтын болады.
Шамамен 2020–2025 жылдары молекулярлық компьютерлер, кванттық компьютерлер, биокомпьютерлер және оптикалық компьютерлер шығарылуы әбден мүмкін. Болашақтың компьютерлері адам тұрмысына пайдалы және оның өмір сүруін 10 есе жеңілдетуге мүмкіндік береді.
Болашақтағы компьютерді қалай елестетесіңдер?
Білу және түсіну
1. Есептеуіш техникасының даму кезеңдерін атаңдар.
2. Сабақтағы «есептеуіш техникасы» сөзін орыс және ағылшын тілдерінде айтыңдар. Есептеуіш техникасы дамуының 5 кезеңін ретіне сәйкес орналастырып жаз.
3. Кезеңдер бір-бірінен қалай ерекшеленеді?
4. ЭЕМ-дағы ерекшеленетін белгілерді атаңдар.
5. Қандай алғашқы машина есептеуіш техникасының дамуындағы механикалық кезеңнің басталуына негіз болды?
Қолдану
6. ЭЕМ дамуының әрбір буыны үшін уақыт аралығы мен элементтік базасын көрсетіңдер, ЭЕМ-нің жұмыс жасау принципіне талдау жасаңдар (1.2.1-кесте):
1.2.1-кесте
Талдау
7. 1.2.2-кестеге ғалымдар мен олардың ашқан жаңалықтарын сәйкестендіріп толтырыңдар.
1.2.2-кесте
Жинақтау
8. ЭЕМ-ның бесінші буынын құрастырушылар алдына қандай міндеттерді қойғанын тұжырымдап жазыңдар.
Бағалау
9. 1.2.6-суретте заманауи цифрлық техникалар бейнеленген. Берілген құрылғылардың әрқайсысы қандай қызмет атқарады? Құрылғылардың қызметтерін бағалаңдар.
1.2.6-сурет. Заманауи цифрлық техникалар
Заманауи компьютерлердің баламасы – оптикалық электрондық есептеуіш машиналар. Ондағы жарықты қанықтырушы ақпарат тасымалдаушы болып табылады.
Молекулярлық компьютерлер – бұл биологиялық молекулаларды есептеу мүмкіндіктерін қолданатын ЭЕМ.
Кванттық компьютер – кванттық алгоритмдерді орындау жолымен құрастырылған ЭЕМ.
Нанокомпьютерлер – өлшемі бірнеше нанометр (1 нанометр = 10–9 метр) болатын логикалық элементтер негізінде құрастырылған есептеуіш құрылғылар.
Биокомпьютерлер – жасушалық және ДНҚ (Дезоксирибоза Нуклеин қышқылы) компьютерлері негізінде құрастырылған ЭЕМ.