Predelektronická éra
Potreba počítať predmety u ľudí vznikla už v praveku. Potreba počítania prinútila ľudí používať normy počítania. Prvým výpočtovým zariadením bolo počítadlo. S komplikáciou hospodárskej činnosti a sociálnych vzťahov a v priebehu storočí sa začali používať - počítadlo.
Blaise Pascal (1623 - 1662)
Francúzsky náboženský filozof, spisovateľ, matematik a fyzik Blaise Pascal v roku 1642 navrhol prvú mechanickú kalkulačku, ktorá umožňuje sčítať a odčítať čísla.
G. Leibniz
V roku 1673 nemecký vedec G. Leibniz vyvinul počítacie zariadenie, v ktorom použil mechanizmus známy ako „Leibnizovo koleso“. Jeho počítací stroj vykonával nielen sčítanie a odčítanie, ale aj násobenie a delenie.
Carl Thomas
V 19. storočí Karl Thomas vynašiel prvé počítacie stroje – sčítacie stroje. Funkcie: sčítanie, výpočet, násobenie, delenie, ukladanie medzivýsledkov, tlač výsledkov a mnohé ďalšie.
Babbageov analytický motor (polovica 19. storočia)
Analytický motor pozostáva zo 4 000 oceľových častí a váži 3 tony. Výpočty boli vykonané v súlade s pokynmi (programami), ktoré vypracovala Lady Ada Lovelace (dcéra anglického básnika Byrona). Grófke z Lovelace sa pripisuje ako prvá počítačová programátorka a po nej je pomenovaný programovací jazyk ADA.
Prvý počítač na svete
V roku 1945 americký elektronický inžinier J.P. Eckert a fyzik J.W. Mauchly na Pensylvánskej univerzite navrhol na príkaz amerického vojenského oddelenia prvý elektronický počítač – „Eniac“ (Electronic Numerical Integrator and Computer)
Prvé sovietske počítače
Prvý sovietsky elektronický počítač (neskôr nazývaný MESM - malý elektronický počítací stroj) vznikol v roku 1949 v Kyjeve a o tri roky neskôr, v roku 1952, bol v Moskve uvedený do prevádzky stroj BESM (vysokorýchlostný elektronický počítací stroj). Oba stroje vznikli pod vedením vynikajúceho sovietskeho vedca Sergeja Alekseeviča Lebedeva (1902-1974), zakladateľa sovietskej elektronickej výpočtovej techniky.
MESM vykonával aritmetické operácie na 5-6-ciferných číslach rýchlosťou 50 operácií za sekundu, mal pamäť na vákuových trubiciach s objemom 100 buniek, zaberal 50 metrov štvorcových. m., spotreba 25 kW / h.
BESM - vykonávané programy rýchlosťou približne 10 000 pokynov za sekundu. Pamäť BESM pozostávala z 1024 buniek (každá 39 bitov). Táto pamäť bola postavená na magnetických jadrách. Externá pamäť počítača bola umiestnená na dvoch magnetických bubnoch a jednej magnetickej páske a obsahovala 100 000 39-bitových slov.
Počítače prvej generácie (1945 - 1957)
Všetky počítače prvej generácie boli vyrobené na báze vákuových elektrónok, vďaka čomu boli nespoľahlivé – elektrónky sa museli často meniť. Tieto počítače boli obrovské, ťažkopádne a predražené stroje, ktoré si mohli kúpiť len veľké korporácie a vlády. Lampy spotrebovali obrovské množstvo elektriny a vytvorili veľa tepla.
Počítače druhej generácie (1958 - 1964)
V 60. rokoch XX storočia boli vytvorené počítače druhej generácie, v ktorých tranzistory nahradili vákuové trubice. Takéto počítače sa vyrábali v malých sériách a používali sa vo veľkých výskumných centrách a popredných vysokých školách.
V ZSSR v roku 1967 bol vyrobený najvýkonnejší počítačový stroj druhej generácie v Európe.
BESM-6 (High-speed Electronic Computing Machine 6), ktorý dokáže vykonať 1 milión operácií za sekundu.
počítač tretej generácie
Od 70. rokov minulého storočia sa ako elementárna základňa počítačov tretej generácie používali počítače tretej generácie. integrované obvody . Počítače založené na integrovaných obvodoch sa zmenšili, zrýchlili a zlacnili. Takéto minipočítače sa vyrábali vo veľkých sériách a stali sa dostupnými pre väčšinu vedeckých ústavov a vysokých škôl.
Osobné počítače
Rozvoj špičkových technológií viedol k vytvoreniu veľkých integrovaných obvodov – LSI, vrátane desiatok tisíc tranzistorov. To umožnilo začať vyrábať kompaktné osobné počítače dostupné pre masové využitie.
Prvý osobný počítač
Prvý osobný počítač bol vytvorený v roku 1977 Jablko II a v roku 1982 začala spoločnosť IBM vyrábať osobné počítače IBM PC.
Osobné počítače
Za tridsať rokov vývoja sa z osobných počítačov stali výkonné vysokovýkonné zariadenia na spracovanie rôznych druhov informácií, ktoré kvalitatívne rozšírili záber počítačov. Osobné počítače sa vyrábajú v stacionárnom (stolnom) a prenosnom prevedení.
Ročne sa na svete vyrobí takmer 200 miliónov počítačov, ktoré sú cenovo dostupné pre masového spotrebiteľa.
Generácie počítačov
Charakteristický
Roky používania
40 - 50 rokov 20. storočie
hlavným prvkom
generácie
generácie
60. roky 20. storočie
Elektrická lampa
Rýchlosť, počet operácií za sekundu
Desiatky tisíc
Osobné počítače
70-te roky 20. storočie
Počet počítačov na svete, ks.
Tranzistor
generácie
Stovky tisícov
Integrovaný obvod
80-te roky 20. storočie - prítomný čas
Veľký integrovaný obvod
miliónov
miliardy
Stovky tisícov
snímka 1
História vývoja výpočtovej techniky
snímka 2
História vývoja počítačovej techniky sa zvyčajne delí na prehistóriu a 4 generácie vývoja počítačov:
Pozadie; - Prvá generácia; - Druhá generácia; - Tretia generácia; - Štvrtá generácia;
snímka 3
Pozadie. V roku 1941 zostrojil nemecký inžinier Zuse malý počítač založený na elektromechanických relé, no pre vojnu nebola jeho práca publikovaná. V roku 1943 v Spojených štátoch, v jednom z podnikov IBM, Aiken vytvoril výkonnejší počítač Mark-1, ktorý sa používal na vojenské výpočty. Ale elektromechanické relé pracovali pomaly a nespoľahlivo. Prvá generácia počítačov (1946 - polovica 50. rokov) Generáciou počítačov sa rozumejú všetky typy a modely počítačov vyvinuté rôznymi dizajnérskymi tímami, ale postavené na rovnakých vedeckých a technických princípoch. Vzhľad elektrónovej vákuovej trubice viedol k vytvoreniu prvého počítača. V roku 1946 sa v USA objavil počítač na riešenie problémov s názvom ENIAC (ENIAC – Electronic Numerical Integrator and Calculator – „elektronický numerický integrátor a kalkulačka“). Tento počítač fungoval tisíckrát rýchlejšie ako Mark-1. Ale väčšinou bol nečinný, pretože. správne pripojenie vodičov na dokončenie programu trvalo niekoľko hodín. Súbor prvkov, z ktorých sa skladá počítač, sa nazýva základňa prvkov. Prvkovou základňou počítačov 1. generácie sú elektrónky, rezistory a kondenzátory. Prvky boli spojené drôtmi pomocou povrchovej montáže. Počítač mal veľa objemných skríň a zaberal špeciálnu strojovňu, vážil stovky ton a spotreboval stovky kilowattov elektriny. ENIAC mal 20 000 elektrónok. Na 1 sek. Stroj vykonal 300 operácií násobenia alebo 5000 operácií viacmiestneho sčítania. V roku 1945 slávny americký matematik John von Neumann predložil širokej vedeckej komunite správu, v ktorej sa mu podarilo načrtnúť formálnu logickú organizáciu počítača abstrahujúceho od obvodov a rádiových elektrónok.
snímka 4
História vývoja výpočtovej techniky. Klasické princípy funkčnej organizácie a prevádzky počítača:
1. Dostupnosť hlavných zariadení: riadiaca jednotka (CU), aritmetická logika (ALU), pamäťové zariadenie (RAM), vstupno-výstupné zariadenia; 2. Ukladanie údajov a príkazov do pamäte; 3. Princíp riadenia programu; 4. Postupné vykonávanie operácií; 5. Binárne kódovanie informácií (prvý počítač „Mark-1“ vykonával výpočty v desiatkovej číselnej sústave, ale takéto kódovanie je technicky náročné na implementáciu a neskôr sa od neho upustilo); 6. Použitie elektronických prvkov a elektrických obvodov pre väčšiu spoľahlivosť (namiesto elektromechanických relé).
snímka 5
Prvá generácia počítačov
Prvý domáci počítač vznikol v roku 1951 pod vedením akademika S.A. Lebedev a volalo sa to MESM (malý elektronický počítací stroj). Neskôr bol vytvorený BESM-2 (veľký elektronický počítací stroj). Najvýkonnejším počítačom prvej generácie v Európe bol sovietsky počítač M-20 s rýchlosťou 20 000 ops/s a 4 000 strojových slov RAM. V priemere je rýchlosť počítačov prvej generácie 10-20 000 op / s. Prevádzka počítačov prvej generácie je príliš komplikovaná kvôli častým poruchám: elektrónky často vyhoreli a museli sa vymieňať ručne. Celý tím inžinierov sa zaoberal údržbou takéhoto počítača. Programy pre takéto stroje boli písané v strojových kódoch, bolo potrebné poznať všetky príkazy stroja a ich binárnu reprezentáciu. Navyše takéto počítače stoja milióny dolárov.
snímka 6
Druhá generácia počítačov
Vynález tranzistora v roku 1948 umožnil zmeniť základňu počítača na polovodičové prvky (tranzistory a diódy), ako aj pokročilejšie odpory a kondenzátory. Jeden tranzistor nahradil 40 elektrónok, pracoval rýchlejšie, bol lacnejší a spoľahlivejší. Technológia pripojenia základne prvkov sa zmenila: objavili sa prvé dosky plošných spojov - dosky z izolačného materiálu, na ktoré boli umiestnené tranzistory, diódy, odpory a kondenzátory. Dosky plošných spojov boli spojené pomocou povrchovej montáže. Spotreba elektriny sa znížila a rozmery sa zmenšili stokrát. Výkon takýchto počítačov je až 1 milión operácií/sec. Keď zlyhalo niekoľko prvkov, vymenila sa celá doska a nie každý prvok samostatne. Po nástupe tranzistorov bolo časovo najnáročnejšou operáciou pri výrobe počítačov spájanie a spájkovanie tranzistorov na vytváranie elektronických obvodov. Príchod algoritmických jazykov uľahčil proces programovania. Bol zavedený princíp zdieľania času – rôzne počítačové zariadenia začali fungovať súčasne. V roku 1965 spoločnosť Digital Equipment uviedla na trh prvý minipočítač PDP-8 s veľkosťou chladničky a cenou iba 20 000 dolárov.
Snímka 7
Tretia generácia počítačov
V roku 1958 John Kilby vytvoril prvý experimentálny integrovaný obvod alebo čip. Integrovaný obvod plnil rovnaké funkcie ako elektronický v počítačoch druhej generácie. Bol to kremíkový plátok, na ktorom boli umiestnené tranzistory a všetky spojenia medzi nimi. Základňa prvkov - integrované obvody. Výkon: státisíce – milióny operácií za sekundu. Prvým počítačom vyrobeným na integrovaných obvodoch bol IBM-360 v roku 1968 od IBM, čo znamenalo začiatok celej série (čím väčšie číslo, tým väčšie možnosti počítača). V roku 1970 začal Intel predávať integrované pamäťové obvody. Odvtedy sa počet tranzistorov na jednotku plochy integrovaného obvodu ročne zhruba zdvojnásobil. To zabezpečilo neustále znižovanie nákladov a zvýšenie rýchlosti počítača. Množstvo pamäte sa zvýšilo. Objavili sa displeje a grafové plotre a ďalej sa vyvíja množstvo programovacích jazykov. U nás sa vyrábali dve rodiny počítačov: veľké (napríklad EC-1022, EC-1035) a malé (napríklad SM-2, SM-3). V tom čase bolo výpočtové stredisko vybavené jedným alebo dvoma modelmi ES-počítačov a zobrazovacou triedou, kde sa každý programátor mohol pripojiť k počítaču v režime zdieľania času.
Snímka 8
štvrtá generácia počítačov
V roku 1970 Marshian Edward Hoff z Intelu navrhol integrovaný obvod podobný funkciou ako centrálna procesorová jednotka veľkého počítača. Takto sa objavil prvý mikroprocesor Intel-4004, ktorý bol uvedený do predaja v roku 1971. Tento mikroprocesor s veľkosťou necelé 3 cm bol produktívnejší ako obrí stroj. Na jeden kremíkový kryštál bolo možné umiestniť 2250 tranzistorov. Je pravda, že to fungovalo oveľa pomalšie a dokázalo spracovať iba 4 bity informácií súčasne (namiesto 16-32 bitov pre veľké počítače), ale stálo to aj desaťtisíckrát lacnejšie (asi 500 dolárov). Čoskoro začal rýchly rast výkonu mikroprocesorov. Najprv sa mikroprocesory používali v rôznych výpočtových zariadeniach (napríklad v kalkulačkách). V roku 1974 niekoľko spoločností oznámilo vytvorenie osobného počítača založeného na mikroprocesore Intel-8008, t.j. zariadenie pre jedného užívateľa.
Snímka 9
Široký predaj na trhu osobných počítačov (PC) sa spája s menami mladých Američanov S. Jobsa a W. Wozniaka, zakladateľov spoločnosti Apple Computer, ktorá od roku 1977 rozbieha výrobu osobných počítačov Apple. K rastu tržieb prispelo množstvo programov určených pre podnikové aplikácie (úprava textov, tabuľky pre účtovné výpočty).
Snímka 10
Koncom sedemdesiatych rokov viedol rozmach PC k poklesu dopytu po veľkých počítačoch. To znepokojilo vedenie IBM, poprednej spoločnosti vo výrobe veľkých počítačov, a rozhodli sa vyskúšať trh s PC ako experiment. Aby sa na tento experiment neutratilo veľa peňazí, oddelenie zodpovedné za tento projekt nesmelo navrhnúť PC úplne od začiatku, ale použiť bloky vyrobené inými spoločnosťami. Ako hlavný mikroprocesor bol teda zvolený v tom čase najnovší 16-bitový mikroprocesor Intel-8088. Softvér bol poverený vývojom malej firmy Microsoft. V auguste 1981 bol nový IBM PC hotový a medzi užívateľmi sa stal veľmi obľúbeným. IBM nevyrobila zo svojho počítača jediné jednodielne zariadenie a nechránila jeho dizajn patentmi. Naopak, počítač poskladala z nezávisle vyrobených dielov a spôsoby spájania týchto dielov neutajila; Návrhy IBM PC boli dostupné pre každého. To umožnilo ďalším firmám vyvíjať hardvér aj softvér. Veľmi skoro sa tieto firmy neuspokojili s úlohou výrobcov komponentov pre IBM PC a začali samy vyrábať PC, ktoré boli kompatibilné s IBM PC. Konkurencia medzi výrobcami viedla k lacnejším počítačom. Keďže tieto firmy nemuseli vynakladať obrovské náklady na výskum, mohli svoje počítače predávať oveľa lacnejšie ako porovnateľné počítače IBM. Počítače kompatibilné s IBM PC sa nazývali „klony“ (dvojičky). Spoločným znakom rodiny IBM PC a kompatibilných počítačov je softvérová kompatibilita a princíp otvorenej architektúry, t.j. možnosť pridať a nahradiť existujúci hardvér modernejším bez výmeny celého počítača. Jednou z najdôležitejších myšlienok počítačov štvrtej generácie je, že na spracovanie informácií sa súčasne používa niekoľko procesorov (multiprocesorové spracovanie).
snímka 11
Server je výkonný počítač v počítačových sieťach, ktorý poskytuje služby počítačom k nemu pripojeným a prístup do iných sietí. Superpočítače existujú už od 70. rokov minulého storočia. Na rozdiel od počítačov Neumann používajú viacprocesorovú metódu spracovania. Pri tejto metóde je riešený problém rozdelený na niekoľko častí, z ktorých každá sa rieši paralelne na vlastnom procesore. To dramaticky zvyšuje výkon. Ich rýchlosť predstavuje miliardy operácií za sekundu. Tieto počítače však stoja milióny dolárov. Osobné počítače (PC) sa používajú všade a majú prijateľnú cenu. Pre nich bolo vyvinuté veľké množstvo softvérových nástrojov pre rôzne oblasti použitia, ktoré pomáhajú človeku spracovávať informácie. Teraz sa PC stalo multimediálnym, t.j. spracováva nielen číselné a textové informácie, ale efektívne pracuje aj so zvukom a obrazom. Prenosné počítače (latinské slovo „porto“ znamená „prenášať“) – prenosné počítače. Najbežnejší z nich laptop ("notebook") - osobný počítač poznámkový blok. Priemyselné počítače sú určené na použitie v priemyselných prostrediach (napríklad na ovládanie obrábacích strojov, lietadiel a vlakov). Sú na ne kladené zvýšené požiadavky na spoľahlivosť bezporuchovej prevádzky, odolnosť proti zmenám teploty, vibráciám a pod. Bežné osobné počítače preto nemožno použiť ako priemyselné.
snímka 12
Ďakujem za tvoju pozornosť!!!
Mechanická perióda Aritmometer - počítací stroj, ktorý vykonáva všetky 4 aritmetické operácie (1874, Odner) Analytický stroj - prvý počítač, ktorý vykonáva určité programy (1833, C. Babbage)Ch. Babbage Aplikovaný až do ser. 20. storočie Projekt sa nerealizoval pre nedostatočný rozvoj technických prostriedkov, ale Babbageove nápady využili mnohí vynálezcovia
Charles Babbage (g.) je vynálezcom počítača. Ada Lovelace bola prvou počítačovou programátorkou. späť
Mechanical period Tabulator - stroj, ktorý využíva dierne štítky, z ktorých sa pomocou elektrického prúdu čítali informácie (1888, G. Hollerith) Tento stroj bol použitý pri sčítaní ľudu v USA (1890), čo umožnilo spracovať výsledky sčítania pre r. 3 roky. Hollerith založil IBM v roku 1924 s cieľom hromadne vyrábať tabelátory.
Prvá generácia počítačov. ENIAC (1946 D. Eckert, D. Mouchli) Rozmery: dĺžka 30 m, hmotnosť 30 ton. Pozostával z e. lampy. Vykonal 300 operácií násobenia a 5000 sčítaní viacciferných čísel za sekundu EDSAC (1949) - prvý stroj s uloženým programom (Anglicko). Tento počítač bol vytvorený v súlade s princípmi von Neumanna. MESM (1951) - prvý domáci počítač, ktorý vyvinul akademik S.A. Lebedev. UNIVAC (1951) - prvýkrát boli na záznam a ukladanie informácií použité magnetické pásky (Anglicko). BESM-2 (1952) je domáci počítač.
Charakteristické vlastnosti počítačov prvej generácie: základňa prvkov: elektrónky; rozmery: vyrobené vo forme obrovských skriniek a zaberá špeciálnu miestnosť; výkon: tisíc operácií za sekundu; nosič informácií: dierny štítok, dierna páska; programy sa skladajú zo strojových kódov; Počet áut na svete je niekoľko desiatok.
Druhá generácia počítačov (). Polovodičový tranzistor (nahradil 40 elektrónok) BESM-6 (veľký elektronický počítací stroj) je najlepší na svete. MINSK-2 URAL-14
Charakteristické vlastnosti počítačov druhej generácie: základňa prvkov: tranzistory; rozmery: vyrobené vo forme stojanov, o niečo vyššie ako výška človeka, zaberá špeciálnu miestnosť; výkon: až 1 milión operácií za sekundu; nosič informácií: magnetické pásky; programy sú napísané v algoritmických jazykoch; Na svete sú tisíce áut.
Tretia generácia počítačov (). Integrovaný obvod (mikroobvod) 1964 - vytvorenie šiestich modelov počítačov IBM-360 IBM-370 SM (rodina malých počítačov) Všetky stroje 3. generácie sú softvérovo kompatibilné a majú vyvinutý operačný systém.
Charakteristické vlastnosti počítačov tretej generácie: základňa prvkov: IC; rozmery: vyrobené vo forme stojanov, o niečo vyššie ako výška človeka, nevyžaduje špeciálnu miestnosť (minipočítač); rýchlosť: až milióny operácií za sekundu; pamäťové médium: magnetické disky; programy sú napísané v programovacích jazykoch; Počet áut na svete je státisíce.
Štvrtá generácia počítačov (od roku 1971 po súčasnosť). Vznik LSI a VLSI: jeden LSI z hľadiska výkonu zodpovedá 1000 integrovaným obvodom 1971 - vytvorenie prvého mikroprocesora spoločnosťou Intel 1971 - vytvorenie prvého osobného počítača spoločnosťou MITS 1981 - vytvorenie počítača IBM PC spoločnosťou IBM.
Charakteristické vlastnosti počítačov štvrtej generácie: základňa prvkov: LSI a VLSI; rozmery: mikropočítač; rýchlosť: až tisíce miliónov operácií za sekundu; nosič informácií: diskety a laserové disky; programy sú napísané v programovacích jazykoch; Na svete sú milióny áut.
Výpočtové nástroje pred príchodom počítačov V - VI. storočie pred Kristom Starogrécke počítadlo História výpočtovej techniky je hlboko zakorenená v dávnej minulosti, rovnako ako vývoj ľudstva. Za jedno z prvých zariadení (VVI storočia pred naším letopočtom) uľahčujúce výpočty možno považovať špeciálnu dosku na výpočty, nazývanú "počítadlo".
17. storočie Blaise Pascal Blasé Paskal (–) Začiatkom 17. storočia, keď matematika začala hrať kľúčovú úlohu vo vede, vytvoril francúzsky matematik a fyzik Blaise Pascal „sčítací“ stroj s názvom Pascaline, ktorý okrem sčítania , vykonal aj odčítanie. Pascal aritmetický stroj
XVII. storočie Gottfried Wilhelm Leibnitz Gottfried Wilhelm Leibnitz (-) Prvý aritmetický stroj, ktorý vykonáva všetky štyri aritmetické operácie, vytvoril v roku 1673 nemecký matematik Leibniz - mechanický sčítací stroj. Leibnizov mechanický sčítací stroj (1673)
19. storočie Charles BABBAGE (-) V roku 1812 anglický matematik a ekonóm Charles Babbage začal pracovať na vytvorení „rozdielového“ stroja, ktorý mal nielen vykonávať aritmetické operácie, ale aj vykonávať výpočty podľa programu, ktorý špecifikuje špecifickú funkciu. Na ovládanie programu boli použité dierne štítky - kartónové štítky s vyrazenými otvormi (perforácia). Babbageov analytický motor
Počítače prvej generácie ročníka Element základ - elektrónky. Rozmery - vo forme skríň a obsadených strojovní. Výkon - 10 - 100 tisíc op./s. Prevádzka je veľmi náročná. Programovanie je proces náročný na prácu. Štruktúra počítača - podľa pevného princípu.
Roky Počítače druhej generácie ročníka Element základ - aktívne a pasívne prvky. Rozmery - rovnaký typ stojana, vyžadujúci strojovňu. Výkon - státisíce - 1 milión op./s. Obsluha je zjednodušená. Programovanie - Objavili sa algoritmické jazyky. Štruktúra počítača je mikroprogramová metóda riadenia.
Roky Počítače tretej generácie ročníka Základňa prvkov - integrované obvody, veľké integrované obvody (IC, LSI). Rozmery - rovnaký typ stojana, vyžadujúci strojovňu. Výkon - státisíce - milióny op./s. Prevádzka - opravy sa vykonávajú promptne. Programovanie - podobne ako pri II generácii. Štruktúra počítača - princíp modulárnosti a kmeňa. Boli tam displeje, magnetické disky.
Od roku 197 do roku 1990 počítače štvrtej generácie od roku 197 do roku 1990 Základňa prvkov - veľmi veľké integrované obvody (VLSI). Tvorba viacprocesorových výpočtových systémov. Tvorba lacných a kompaktných mikropočítačov a osobných počítačov a na nich založených počítačových sietí. V roku 1971 Intel (USA) vytvoril prvý mikroprocesor - programovateľné logické zariadenie vyrobené pomocou technológie VLSI.
1983 Apple Computers vyrába osobný počítač Lisa, prvý kancelársky počítač ovládaný myšou
Od roku 1990 po súčasnosť Počítače piatej generácie od roku 1990 po súčasnosť Prechod na počítače piatej generácie znamenal prechod na nové architektúry zamerané na tvorbu umelej inteligencie. Verilo sa, že architektúra počítačov piatej generácie bude obsahovať dva hlavné bloky. Jedným z nich je aj samotný počítač, v ktorom komunikáciu s používateľom vykonáva jednotka nazývaná „inteligentné rozhranie“. Úlohou rozhrania je porozumieť textu napísanému v prirodzenom jazyku alebo reči a previesť takto uvedenú podmienku úlohy do pracovného programu. Základné požiadavky na počítače 5. generácie: Vytvorenie rozvinutého rozhrania človek-stroj (rozpoznávanie reči, obrázkov); Vývoj logického programovania na vytváranie znalostných báz a systémov umelej inteligencie; Tvorba nových technológií vo výrobe výpočtovej techniky; Tvorba nových architektúr počítačov a výpočtových systémov. Nové technické možnosti výpočtovej techniky mali rozšíriť okruh úloh na riešenie a umožniť prechod k úlohám vytvárania umelej inteligencie. Ako jedna zo zložiek nevyhnutných pre vznik umelej inteligencie sú znalostné bázy (databázy) v rôznych oblastiach vedy a techniky. Vytváranie a používanie databáz si vyžaduje vysokorýchlostný výpočtový systém a veľké množstvo pamäte. Sálové počítače sú schopné vysokorýchlostných výpočtov, ale nie sú vhodné na vysokorýchlostné porovnávanie a triedenie veľkého množstva záznamov, zvyčajne uložených na magnetických diskoch. Na vytváranie programov, ktoré zabezpečujú plnenie, aktualizáciu databáz a prácu s nimi, boli vytvorené špeciálne objektovo orientované a logické programovacie jazyky, ktoré poskytujú najväčšie možnosti v porovnaní s konvenčnými procedurálnymi jazykmi. Štruktúra týchto jazykov si vyžaduje prechod od tradičnej von Neumannovej počítačovej architektúry k architektúram, ktoré zohľadňujú požiadavky úloh vytvárania umelej inteligencie.
snímka 2
Výpočtová technika v predelektronickej ére Počítače prvej generácie Počítače druhej generácie Počítače tretej generácie Osobné počítače Moderné superpočítače
snímka 3
Výpočtová technika v predelektronickej dobe
Potreba počítať predmety u ľudí vznikla už v praveku. Najstaršou metódou počítania predmetov bolo porovnávanie predmetov určitej skupiny (napríklad zvierat) s predmetmi inej skupiny, čo plní úlohu počítacieho štandardu. Pre väčšinu národov boli prvým takýmto štandardom prsty (počítanie na prstoch). Rozširujúce sa potreby počítania prinútili ľudí používať iné normy počítania (zárezy na palici, uzly na lane atď.).
snímka 4
Každý žiak dobre pozná počítacie paličky, ktoré sa používali ako štandard počítania na prvom stupni. V starovekom svete sa pri počítaní veľkého množstva predmetov začal používať nový znak na označenie určitého počtu (pre väčšinu národov - desať), napríklad zárez na inej palici. Prvým výpočtovým zariadením, ktoré využívalo túto metódu, bolo počítadlo.
snímka 5
Staroveké grécke počítadlo bola doska posypaná morským pieskom. V piesku boli vytvorené brázdy, na ktorých boli čísla označené kamienkami. Jedna drážka zodpovedala jednotkám, druhá desiatkam atď. Ak sa v ktorejkoľvek drážke počas počítania nazbieralo viac ako 10 kamienkov, boli odstránené a jeden kamienok bol pridaný do ďalšej kategórie. Rimania zdokonalili počítadlo a prešli z piesku a kamienkov na mramorové dosky s vytesanými drážkami a mramorovými guličkami.
snímka 6
Keď sa ekonomická aktivita a sociálne vzťahy stali zložitejšími (peňažné výpočty, problémy merania vzdialeností, času, plôch atď.), vznikla potreba aritmetických výpočtov. Na vykonávanie najjednoduchších aritmetických operácií (sčítanie a odčítanie) začali používať počítadlo a v priebehu storočí aj počítadlo.
Snímka 7
Rozvoj vedy a techniky si vyžadoval čoraz zložitejšie matematické výpočty a v 19. storočí boli vynájdené mechanické počítacie stroje, aritmometre. Aritmometre mohli nielen sčítať, odčítať, násobiť a deliť čísla, ale aj zapamätať si medzivýsledky, tlačiť výsledky výpočtov atď.
Snímka 8
V polovici XIX storočia anglický matematik Charles Babbage predložil myšlienku vytvorenia programom riadeného počítacieho stroja s aritmetickým zariadením, riadiacim zariadením, ako aj vstupnými a tlačovými zariadeniami.
Snímka 9
Babbage's Analytical Engine (prototyp moderných počítačov) zostrojili nadšenci z London Science Museum podľa dochovaných popisov a nákresov. Analytický motor pozostáva zo štyroch tisíc oceľových častí a váži tri tony.
Snímka 10
Výpočty vykonal analytický stroj v súlade s pokynmi (programami) vyvinutými Lady Adou Lovelace (dcéra anglického básnika Georgea Byrona). Grófke z Lovelace sa pripisuje ako prvá počítačová programátorka a po nej je pomenovaný programovací jazyk ADA.
snímka 11
Programy sa nahrávali na dierne štítky vydierovaním otvorov do hrubých papierových kariet v určitom poradí. Potom sa dierne štítky umiestnili do Analytického stroja, ktorý načítal umiestnenie otvorov a vykonal výpočtové operácie v súlade s daným programom.
snímka 12
Vývoj elektronickej výpočtovej technikyPočítače prvej generácie
V 40-tych rokoch XX storočia sa začali práce na vytvorení prvých elektronických počítačov, v ktorých elektronické elektrónky nahradili mechanické časti. Počítače prvej generácie si na svoje umiestnenie vyžadovali veľké sály, keďže využívali desaťtisíce elektrónok. Takéto počítače vznikali v jednotlivých kópiách, boli veľmi drahé a inštalovali sa v najväčších výskumných centrách.
snímka 13
Počítače prvej generácie
V roku 1945 bol v USA skonštruovaný ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer) a v roku 1950 v ZSSR MESM (Small Electronic Computing Machine).
Snímka 14
Počítače prvej generácie mohli vykonávať výpočty rýchlosťou niekoľko tisíc operácií za sekundu, ktorých postupnosť bola nastavená programami. Programy boli napísané strojovým jazykom, ktorého abeceda pozostávala z dvoch znakov: 1 a 0. Programy sa do počítača zadávali pomocou diernych štítkov alebo diernych pások a prítomnosť otvoru na diernom štítku zodpovedala znaku 1 , a jej absencia zodpovedala znaku 0. Výsledky výpočtov boli vytlačené pomocou tlačiarní vo forme dlhých sekvencií núl a jednotiek. Iba kvalifikovaní programátori, ktorí rozumeli jazyku prvých počítačov, mohli písať programy v strojovom jazyku a dešifrovať výsledky výpočtov.
snímka 15
počítač druhej generácie
V 60. rokoch 20. storočia vznikli počítače druhej generácie na báze novej elementárnej základne – tranzistorov, ktoré sú desiatky a stovky krát menšie čo do veľkosti a hmotnosti, majú vyššiu spoľahlivosť a spotrebujú oveľa menej elektrickej energie ako vákuové elektrónky. Takéto počítače sa vyrábali v malých sériách a inštalovali sa vo veľkých výskumných centrách a popredných inštitúciách vyššieho vzdelávania.
snímka 16
V ZSSR bol v roku 1967 uvedený do prevádzky najvýkonnejší počítač druhej generácie v Európe BESM-6 (Large Electronic Computing Machine), ktorý dokázal vykonať 1 milión operácií za sekundu.
Snímka 17
BESM-6 používal 260 tisíc tranzistorov, externé pamäťové zariadenia na magnetických páskach na ukladanie programov a údajov, ako aj alfanumerické tlačiarne na výstup výsledkov výpočtov. Práca programátorov pri vývoji programov sa stala oveľa jednoduchšou, pretože sa začala vykonávať pomocou programovacích jazykov na vysokej úrovni (Algol, BASIC atď.).
Snímka 18
počítač tretej generácie
Od 70. rokov minulého storočia sa integrované obvody používajú ako elementárna základňa počítačov tretej generácie. V integrovanom obvode (malá polovodičová doska) môžu byť husto zabalené tisíce tranzistorov, z ktorých každý je veľký asi ako ľudský vlas.
Snímka 19
Počítače s integrovanými obvodmi sú oveľa menšie, rýchlejšie a lacnejšie. Takéto minipočítače sa vyrábali vo veľkých sériách a boli dostupné väčšine vedeckých ústavov a vysokých škôl.
Snímka 20
Osobné počítače
Rozvoj špičkových technológií viedol k vytvoreniu veľkých integrovaných obvodov – LSI, vrátane desiatok tisíc tranzistorov. To umožnilo začať vyrábať kompaktné osobné počítače dostupné pre masového užívateľa.
snímka 21
Prvým osobným počítačom bol AppleII ("dedko" moderných počítačov Macintosh), ktorý bol vytvorený v roku 1977. V roku 1982 začala spoločnosť IBM vyrábať osobné počítače IBM PC ("starí otcovia" dnešných počítačov kompatibilných s IBM).
snímka 22
Moderné osobné počítače sú kompaktné a majú tisíckrát vyššiu rýchlosť v porovnaní s prvými osobnými počítačmi (môžu vykonať niekoľko miliárd operácií za sekundu). Ročne sa na svete vyrobí takmer 200 miliónov počítačov, ktoré sú cenovo dostupné pre masového spotrebiteľa. Osobné počítače môžu mať rôzny dizajn: stolové, prenosné (notebooky) a vreckové (handheldy).
snímka 24
Použitá literatúra a obrazové odkazy
Informatika a IKT. Základná úroveň: učebnica pre ročník 11 / N.D. Ugrinovič. - 3. vyd. – M. : BINOM. Knowledge Laboratory, 2009. http://www.radikal.ru/users/al-tam/istorija-razvitija-vychtehniki
Zobraziť všetky snímky
