Історія обчислювальних та комп’ютерних пристроїв»

КОНСПЕКТ УРОКУ НА ТЕМУ «Історія обчислювальних та комп’ютерних пристроїв»

Мета:

• освітня: сформувати в учнів уявлення про розвиток обчислювальних та комп’ютерних технологій;
• розвивальна: розвивати інтелект учнів, їх самостійність, їх інтерес до вивчення предмету; формувати науковий світогляд;
• виховна: сприяти формуванню наукового світогляду учнів (поглядів про різноманітність матеріального світу, причинно-наслідкові зв’язки); виховувати естетичну, правову, патріотичну, екологічну культуру та людські якості (сумлінність, здатність до переборення труднощів, працелюбство).

Тип уроку: вивчення нового матеріалу та узагальнення знань з раніше вивченої теми.

Методи навчання: пояснювально-ілюстративний, словесно-наочно-практичний; пояснення, бесіда, самостійна робота

Обладнання: підручник з інформатики 8 класу, презентація з теми, схеми.

Література

1. Інформатика: підруч. для 8-го кл. закл. заг. серед. освіти / Йосиф Ривкінд [та ін.]. – Київ : Генеза, 2021. – 256 с.
2. Коротка історія технологій, або як зрозуміти свій гаджет (Андрій Тужиков) 2018

ХІД УРОКУ

І. Актуалізація опорних знань та вмінь, перевірка домашнього завдання

1. Фронтальне опитування:

1) Які види комп’ютерів ви знаєте? Чим відрізняється їх використання?

2) Які відомі вам приклади застосування комп’ютерів у різних галузях людської діяльності?

3) Яких українських учених, які зробили вагомий внесок у розвиток комп’ютерної техніки, ви знаєте?

ІІ. Тема та завдання уроку. Ознайомлення з матеріалом заняття

Етапи формування, опрацювання та зберігання повідомлень.

Історія засобів опрацювання повідомлень. Першими засобами опрацювання повідомлень були пальці.

Значним кроком уперед було створення в 5 ст. до н.е. у Стародавній Греції абака. Ідея була запозичена у вавилонян. Абак – це дошка з паралельними лунками, в які вкладені якісь предмети, найчастіше камінці.

1642 р. Блез Паскаль подав свій механічний обчислювальний пристрій.

Удосконалення ідей Паскаля були в арифмометрі – механічному обчислювальному пристрої, який виконував усі чотири дії. Створеному німецьким вченим Готфрід Лейбніц.

У 1822 році англійський математик Чарльз Беббідж презентував свою різницеву машину. Машина була повністю механічною і складалася з безлічі шестерень і важелів. У ній використовувалася десяткова система числення. Вона оперувала 18-розрядними числами з точністю до восьмого знака після коми і забезпечувала швидкість обчислень 12 членів послідовності за 1 хвилину.

Починаючи з 1834 року, Чарльз Беббідж розпочав проєктування аналітичної машини. Завдяки своїм дослідженням він сформулював принципи побудови обчислювальної машини нового типу, що мала всі основні складові сучасних комп’ютерів.

Історія донесла до нас такий цікавий факт: за проханням Беббіджа першу програму для його машини написала англійська математики леді Ада Лавлейс, дочка відомого англійського поета лорда Джорджа Байрона. Цю жінку вважають першою програмісткою у світі. На її честь було названо одну з мов програмування ADA.

На жаль, через нестачу коштів та низький розвиток технологій того часу, аналітична машина не була завершена при житті Беббіджа.

Проте у 1906 році його син Генрі спільно з фірмою Монро побудував діючу модель аналітичної машини, що містила арифметичний пристрій

та пристрій для друку результатів.

В 1884 році

На основі ідей Беббіджа у 1944 році в Америці було створено керуючий автоматичними послідовностями обчислювач MARK-1. Фактично це був удосконалений арифмометр завдовжки 17 метрів і заввишки два з половиною метри. Важив він біля 5 тонн. Це був програмований механізм, якому надавався рух з допомогою електродвигуна.

Проте першим автоматичним програмованим комп’ютером став Z3. Створений Конрадом Цузе програмований комп’ютер керувався перфострічкою, що була створена з кіноплівки. У Z3 був повністю автоматичний контроль над операціями. Отже, в сучасному розумінні це був перший комп’ютер.

ЕЛЕКТРОННИЙ ПЕРІОД. ПОКОЛІННЯ ЕОМ

Подальший розвиток обчислювальної техніки можна віднести до електронного періоду, який умовно поділяється на п’ять поколінь.

І покоління

Перше покоління розпочалося революцією у сфері обчислювальних машин після того, як у 1946 році в США було створено електронно-обчислювальну машину «Eniac» на основі електронних ламп. Вона була дуже великою, містила близько 18 000 електронних ламп, важила 30 тонн і займала приміщення площею 300 кв. м. «Eniac» виконував 300 операцій множення або 5000 операцій додавання за одну секунду. Лампи дуже часто перегорали, тому Eniac міг працювати лише декілька годин поспіль. Носіями інформації в таких комп’ютерах були перфокарти та перфострічки.

Не можна оминути увагою досягнення вітчизняних учених у цьому напрямку. В 1950 році командою вчених під керівництвом Сергія Олексійовича Лебедєва з Київського інституту електротехніки Української РСР була створена так звана «мала електронна обчислювальна машина» (МЕОМ). Вона містила близько 6000 електровакуумних ламп та споживала до 25 кВт. Машина могла виконувати близько 3000 операцій за секунду.

ІІ покоління

Використання електронних ламп породжувало багато проблем: виділення великої кількості тепла, що вимагало постійного охолодження приміщень потужними кондиціонерами, велика енергоємність, громіздкість, ненадійність та дорожнеча. Ці проблеми були вирішені у 1947 році американськими інженерами Вільямом Шоклі, Джоном Бардіном та Волтером Бреттейном. Працюючи в компанії Bell, вони винайшли транзистор, який виконував ті ж самі функції, що й електронні лампи, використовуючи властивості напівпровідників.

З появою транзисторів розпочалося друге покоління обчислювальної техніки. Електронні обчислювальні машини почали збирати на транзисторах. Це дало змогу зменшити розміри обчислювальних машин та підвищити швидкість їхньої роботи.

У 1959 році з’явилися перші комп’ютери IBM на транзисторах. В 1960 році IBM випустила транзисторну IBM 1620, модель стала популярною як науковий комп’ютер. Їх було випущено близько 2000 екземплярів.

Застосування напівпровідників дозволило покращити не тільки центральний процесор, але й периферійні пристрої. Друге покоління пристроїв дозволяло зберігати вже десятки мільйонів символів та цифр. З’явилося розділення на жорстко закріплені пристрої зберігання та змінні пристрої. Заміна касети дисків на змінному пристрої вимагала лише кілька секунд. Хоча обсяг змінних носіїв був зазвичай нижчий, але можливість їхньої заміни давала можливість збереження практично необмеженого обсягу даних.

Найкращою вітчизняною ЕОМ ІІ покоління вважається Велика електронно-обчислювальна машина ВЕОМ-6, створена у 1966 році, головним конструктором якої був Сергій Олексійович Лебедєв.

ІІІ покоління

Бурхливе зростання використання комп’ютерів почалося з третього покоління обчислювальних машин. Початок цьому поклав винахід інтегральної схеми, який став можливим завдяки ланцюгу відкриттів, зроблених американськими інженерами в 1958-1959 роках.

У 1964 році був представлений мейнфрейм IBM System/360. Ці ЕОМ та її спадкоємці на довгі роки стали фактичним промисловим стандартом для потужних ЕОМ загального призначення. За шість років IBM випустила понад 30 тисяч машин.

IV покоління

Розвиток інтегральних схем спонукав появу надвеликих інтегральних схем. Якщо звичайна інтегральна схема мала містити біля тисячі елементів, надвеликі схеми містили у собі понад мільйон транзисторів.

V 1969 році співробітники компанії Intel створили центральний процесор на одному кристалі. Тобто, замість безлічі інтегральних мікросхем було створено одну головну інтегральну мікросхему, яка виконувала всі арифметичні, логічні операції та операції управління, записані в машинному коді. Такий пристрій отримав назву мікропроцесор.

У 1971 році компанія Intel на замовлення фірми Busicom випускає перший мікропроцесор Intel 4004 для використання в калькуляторі.

Поява мікропроцесорів дозволила створити невеликі комп’ютери, які могли собі дозволити купити маленькі компанії або окремі особи. У 1981 році на світ з’явився перший масовий персональний комп’ютер IBM PC. В якості основного мікропроцесора в комп’ютері використовувався 16-розрядний мікропроцесор Intel 8088, який дозволяв працювати з 1 Мегабайтом пам’яті. Незважаючи на високу ціну, у 80-х роках комп’ютери IBM PC набули широкого розповсюдження. Саме IBM PC поклав початок сім’ї сучасних комп’ютерів.

Перший масовий домашній комп’ютер був розроблений Стівом Воз-няком — одним із засновників компанії Apple Computer. Пізніше Возняк розробив перший масовий персональний комп’ютер.

ІІІ. Підведення підсумків уроку

IV. Пояснення домашнього завдання. Прочитати §2.4; вправи 4

Ознайомитись з електронним ресурсом з теми http://informatics.dp.ua/istoriya-rozvytku-obchyslyuvalnoyi-tekhniky/