Презентація до уроку "Етапи розвитку інформаційних технологій"

ІСТОРІЯ РОЗВИТКУ ЕОМ Вчитель інформатики Ющук Л.В.

Необхідність в обчисленнях завжди була нерозривно зв'язана з практичною діяльністю людини. Найдавнішим рахунковим інструментом, що сама природа предоставила в розпорядження людини, була його власна рука. Для полегшення рахунка люди стали використовувати пальці - спочатку однієї руки, потім обох, а в деяких племенах і пальці ніг. Пізніше почали придумувати різні прості пристрої для рахунку. поява спеціального рахункового приладу - абака, до V в. до н.е. він одержав широке распросранение в Єгипті, Греції, Римі. Абак являв собою дошку з желобками, у яких по позиційному принципі размещелись які-небудь предмети - камінчики, кісточки і т.п. Історики думають, що абак був похідним інструментом купців, оскільки камінчики в желобках відповідали різним грошовим одиницям.

У Древньому Римі абак називався abaculi чи calculi. Латинське слово calculus означає камінчик (відкіля і відбулося слово calculator - перекладати камінчики, підраховувати, або каміньчик, галька, голий). Абак виготовляли з каменя, слонової кістки, бронзи. У Китаї рахівниця суан-пан. В Японії той же прилад для рахунку називався соробан. Згодом абак був удосконалений: дошка перетворилася в рамку, камінчики в кульки, желобки в прутики, - так з'явилися рахівниця. Російська рахівниця виникли на рубежі XVI - XVII в.в. У японців рахівниця називалась соробан. У росіян – щоти. СУАН-ПАН ЩОТИ СОРОБАН

Коли навчилися рахувати усно, а потім записувати і користуватися римськими та арабськими цифрами, почали створювати пристрої для більш швидкого підрахунку. Такі науки як математика, астрономія, географія вимагали великих обчислень. Людина вже навчилася письмово додавати, віднімати, множити, ділити, тобто виконувати дії над числами. Блискучим досягненням матеметики з'явився винахід логарифмів Джоном Непером, що дало можливість замінити множення і розподіл додаванням і вирахуванням і привело до створення набагато більш зробленого інструмента - логарифмічної лінійки. Це перша універсальна логарифмічна лінійка (лінійка Уатта), придатна для виконання будь-яких інженерних розрахунків, вона була сконструйована в 1779 році видатним англійським механіком Дж.Уаттом

У Франції жив відомий вчени Блез Паскаль. Він створив першу в світі працюючу механічну обчислювальну машину, відому як підсумовуюча машина Паскаля («Паскаліна»), що вміла рахувати багатозначні числа. Це було у 1642 році. Ма­шина Паскаля могла лише додавати та віднімати. З часом за її зразком почали з’являтися більш вдосконалені машини, що вміли виконувати 4 дії (+, -, *, /). Машмна нагадувала старий касовий апарат – набиралося число, дія, крутилася ручка і на екрані з’являвся результат.

З появою електричного струму відбулися значні зміни. Люди стали пристосовувати машини до струму. Суттєвий внесок у створення електронно-обчислювальних машин (ЕОМ) зробив Американський математик Джон фон Нейман, що брав участь у створенні ЕОМ ЕНІАК в США у 1946 р. Це ЕОМ, яка була створена для військових (розраховувала польоти снарядів, робила артилерійські розрахунки) і займала дуже багато місця. З нею працювала ціла група вчених. Фон Нейман запропонував ідею зберігання програми в пам’яті машини.

Покоління ЕОМ Електронно-обчислювальну техніку заведено поділяти на покоління. Це зумовлювало зростанню обчислювальної потужності ЕОМ. Тобто швидкодію і обсягу пам'яті. Але це єдиний наслідок зміни поколінь. При таких переходах, зазвичай, відбувалися істотних змін у архітектурі ЕОМ, розширювався круг завдань, розв'язуваних на ЕОМ, змінювався спосіб взаємодії між користувачем і компьютером. З 1945 року по наші дні обчислювальна техніка пройшла 4 покоління в своєму розвитку: I покоління (електронно-вакуумні лампи); II покоління (транзистори); III покоління (інтегральні схеми); IV покоління (мікропроцесори). З історією розвитку людства майже така сама картина. Історія розвитку людства умовно ділиться на «століття»: кам'яний, бронзовий, залізний, СТОЛІТТЯ ІНФОРМАЦІЙНИХ ТЕХНОЛОГИЙ!

У розвитку комп'ютерів, перше покоління ЕОМ – лампові машини 50х років (1955—1960). Швидкість рахунки найшвидших машин першого покоління сягали 20000 операцій на секунду (ЕОМ М-20). Для введення програм, тож даних використовувалися перфоленты і перфокарти. Оскільки внутрішня пам'ять цих машин була невелика (могла вмістити у собі кілька тисяч чисел і команд програми), всі вони, переважно, використовувалися для інженерних і наукових розрахунків, незв'язаних з переробкою великих обсягів данных. Це був досить громіздкі спорудження, містять у собі тисячі ламп, котрі обіймали іноді сотні кв. метрів, які споживали електроенергію на сотні киловатт. Швидко нагрівалися і виходили із строю. Програми для таких машин складалися мовами машинних команд. Це досить трудомістка робота.

1949 – 1951 рр. під керівництвом академіка С.А. Лебедева була побудована перша радянська ЕОМ – МЕСМ (мала електронна рахункова машина), а в 1952 – 1953 рр. в інституті точної механіки і рахункової техніки АН СРСР з'явилася БЕСМ (швидкодіюча електронна рахункова машина), що виконувала 8000 операцій в секунду і була у той час одній з самих швидкодіючих ЕОМ в світі. МЕСМ С.А. Лебедев

Друге покоління комп'ютерів з'явилося на початку 60-х років, коли на зміну електронним лампам прийшли транзистори. Винайдені 1948 р. транзистори були спроможні виконувати всі ті функції, які виконували електронні лампи. Але при цьому вони були значно менші за розмірами та споживали набагато менше електроенергії. До того ж транзистори дешевші, випромінюють менше тепла та більш надійні. І все ж таки найдивовижнішою властивістю транзистора є те, що він один здатен виконувати функції 40 електронних ламп та ще й з більшою швидкістю. В результаті швидкодія машин другого покоління виросла приблизно в 10 разів, обсяг пам'яті також збільшився. Водночас вдосконалювалися методи зберігання інформації. Магнітну стрічку, що вперше було використано в ЕОМ ЮНІВАК, почали використовувати як для введення, так і для виведення інформації. А в середині 60-х років набуло поширення зберігання інформації на дисках.

Третє покоління ЕОМ. Поява інтегрованих схем започаткувала новий етап розвитку обчислювальної техніки — народження машин третього покоління. Інтегрована схема, яку також називають кристалом, являє собою мініатюрну електронну схему, витравлену на поверхні кремнієвого кристала площею приблизно 10 мм2. Перші інтегровані схеми (ІС) з'явилися 1964 року. Одна така схема здатна замінити тисячі транзисторів, кожний 3 яких у свою чергу уже замінив 40 електронних ламп. Інакше кажучи, один крихітний, але складний кристал має такі ж самі обчислювальні можливості, як і 30-тонний ЕНІАК! Швидкодія ЕОМ третього покоління збільшилася приблизно в 100 разів порівняно з машинами другого покоління, а розміри набагато зменшилися.

Четверте покоління — ЕОМ на великих інтегрованих схемах. Розвиток мікроелектроніки дав змогу розміщати на одному кристалі тисячі інтегрованих схем. Так, 1980 р. центральний процесор невеликої ЕОМ вдалося розташувати на кристалі площею 1,6 см2. Почалася епоха мікрокомп'ютерів. Швидкодія сучасної ЕОМ в десятки разів перевищує швидкодію ЕОМ третього покоління на інтегральних схемах, в 100 разів — швидкодію ЕОМ другого покоління на транзисторах та в 10 000 разів швидкодію ЕОМ першого покоління на електронних лампах.

ЕОМ п'ятого покоління — ЕОМ на надвеликих інтегрованих схемах. Ці ЕОМ використовують нові рішення у архітектурі комп'ютерної системи та принципи штучного інтелекту. В цей період існують дві діаметрально протилежні тенденції: персоніфікація ресурсів і колективізація ресурсів (колективний доступ - мережі). Завдяки операційної системи, що забезпечує простоту спілкування з цією ЕОМ, великий бібліотеці прикладних програм по різних галузях людської діяльності, а також малої вартості ЕОМ стає необхідною приналежністю інженера, дослідника, економіста, лікаря, агронома, викладача, редактора, секретаря і навіть дитини. iRobi - домашній робот компанії Yujin (Корея). Може стежити за будинком, шукати новини і інформацію про погоду, реагувати на голосові команди, а також розважати дітей піснями.

Комп'ютери п'ятого покоління - широкомасштабна урядова програма в Японії з розвитку комп'ютерної індустрії і штучного інтелекту, здійснена в 1980-і роки. Метою програми було створення "епохального комп'ютера" з продуктивністю суперкомп'ютера і потужними функціями штучного інтелекту. За допомогою мови Пролог і нововведень в конструкції комп'ютерів планувалося впритул підійти до вирішення однієї з основних завдань цієї гілки комп'ютерної науки - завдання збереження та обробки знань. Коротко кажучи, для комп'ютерів "п'ятого покоління" не довелося б писати програм, а достатньо було б пояснити на "майже природному" мовою, що від них вимагається. Відмінною рисою п'ятого покоління: Нові технології виробництва Відмова від традиційних мов програмування таких, як Кобол і Фортран на користь мов з підвищеними можливостями маніпулювання символами і з елементами логічного програмування (Пролог і Лісп). Акцент на нові архітектури (наприклад, на архітектуру потоку даних). Нові способи введення-виведення, зручні для користувача (наприклад, розпізнавання мови та образів, синтезу мови, обробка повідомлень природною мовою) . Штучний інтелект (тобто автоматизація процесів вирішення завдань, отримання висновків, маніпулювання знаннями).

Нейрокомп'ютери відносяться до шостого покоління електронно-обчислювальних машин. Реальне застосування нейромереж почалося відносно недавно. Нейрокомп'ютери складаються з безлічі що працюють паралельно простих обчислювальних елементів, які називають нейронами. Нейрони утворюють так звані нейромережі. Висока швидкодія нейрокомп'ютерів досягається саме за рахунок величезної кількості нейронів. Взагалі, основна ідея нейрокомпьютінга була запозичена з біології. Нервова система людини складається з окремих клітин – нейронів. Кожен нейрон виконує досить прості функції, але так як він пов'язаний в середньому з 1 - 10 тис. інших нейронів, такий колектив успішно забезпечує роботу людського мозку. Саме за таким принципом побудовані нейрокомп'ютери. Кілька прикладів. У NA SA для винищувача F-15 створений бортовий нейрокомп'ютер, призначений для керування в аварійних ситуаціях. У багатьох аеропортах діють системи прихованого виявлення вибухових речовин, металів, наркотиків. Багаж тепловими нейтронами, а обробку даних таких вимірів веде нейрокомп'ютер, без участі людини.

Комп'ютери I покоління використовували картонні перфокарти в якості основного носія при зберіганні та обробці даних. Аудіокасети З касети закачували ігри на свої перші комп'ютери  Підключається звичайний магнітофон до комп'ютера, вмикаєш, він видає несамовитий звуки, йде завантаження гри ... 8-ми дюймовий гнучкий диск . Вони з'явилися в 70-х. Обсяг зберігання даних - 800 кбайт!!! Флоппі диск, 3,5 дюйма Представлені на початку дев'яностих. Обсяг зберігання даних - 2880 кілобайт. Компакт-диск . З'явилися наприкінці сімдесятих, в Росії тільки на початку дев'яностих. Діаметр диска 12 см. Ємність від 650 до 700 мегабайт. Перші DVD диски з'явилися в листопаді 1996 в Японії і в березні 1997 у США. Ємність від 4,7 Гігабайт. Флеш карти Широке розповсюдження отримали з початку 2000 років. Обсяг пам'ять на сьогоднішній день - до 16 гігабайт. Потім, протягом 70-х - початку 80-х, вони використовувалися тільки для зберігання даних і поступово були заміщені Гнучкими Магнітними дисками великого розміру.Потім, з'явилися магнітні стрічки, предки касет. Магнітна стрічка виготовлена з еластичного полімерного матеріалу з нанесеним на нього магнітним матеріалом. Використовувалися в 50-70 роки ХХ-го століття. НОСІЇ ІНФОРМАЦІЇ НОСІЇ ІНФОРМАЦІЇ