Урок " Історія комп'ютерних та обчислювальних машин".

Історія обчислювальних та комп’ютерних пристроїв8 клас. Підготував учитель інформатики Середино-Будського ліцею №2 Махоня Володимир Михайлович

Мета уроку: Сформувати в учнів уявлення про історію виникнення обчислювальної техніки та комп’ютерних пристроїв;Розвивати вміння розрізняти обчислювальну техніку від комп’ютерних пристроїв;Виховувати розуміння ролі обчислювальної техніки в житті людини, розуміння важливості комп’ютерних пристроїв.

Історія обчислювальної техніки. Обчи́слювальна те́хніка — найважливіший компонент процесу обчислень і обробки даних. Першими пристосуваннями для обчислень були, ймовірно, лічильні палички, які й сьогодні використовуються в початкових класах багатьох шкіл для навчання лічбі. Розвиваючись, ці пристосування ставали складнішими, наприклад, такими як фінікійські глиняні фігурки, також призначені для наочного подання кількості, однак для зручності поміщались при цьому у спеціальні контейнери. Такими пристосуваннями, схоже, користувались торговці і рахівники того часу.

Фінікійські глиняні фігурки. Лічильні палочки. Поступово з найпростіших пристосувань для рахунку народжувались складніші пристрої: абак (рахівниця), логарифмічна лінійка, механічний арифмометр, електронний комп'ютер. Незважаючи на простоту ранніх обчислювальних пристроїв, досвідчений рахівник може отримати результат за допомогою простих засобів навіть швидше, ніж деякі власники сучасних калькуляторів. Природно, сама по собі, продуктивність і швидкість рахунку сучасних обчислювальних пристроїв давно вже перевершують можливості найвидатнішої людини-рахівника.

Аба́к (грец. αβαξ, лат. abacus — дошка) — простий пристрій для обрахунків у давніх греків і римлян у вигляді рамки з поперечними стержнями з нанизаними на них кульками; застосовувався пізніше і в Західній Європі

Логарифмічна лінійка- аналоговий обчислювальний пристрій, що дозволяє виконувати кілька математичних операцій, основними з яких є множення і ділення чисел

Арифмо́метр або аритмо́метр[1] (грец. αριθμος — число і μετρεω — міряти) — настільний механічний прилад для виконання арифметичних дій. Основою конструкції є «цифровий елемент», напр. цифрове коліщатко (зубчасте колесо), яке фіксується храповиком у 10 положеннях (0,1; 0,2; … повного оберту) відповідно до чисел 1, 2, 3, …, 10(0). Кілька таких цифрових коліщат дають змогу зобразити багатоцифрове число. Сусідні цифрові коліщата з'єднано так, що повний оберт коліщатка нижчого розряду повертає цифрове коліщатко вищого розряду на 0,1 оберту; цим автоматизується «перенос десятків». Обертання в одному напрямі дає додавання, у протилежному — віднімання. Множення і ділення виконуються порозрядним додаванням і відніманням. Одні з останніх моделей арифмометрів — автоматизовані арифмометри — це електромеханічні прилади, в яких числа встановлюються і операції з ними виконуються натискуванням кнопок.

Аналогова обчислювальна машина (АОМ) (нім. Analogrechner) — обчислювальна машина, яка обробляє інформацію, представлену в аналоговій (неперервній) формі.

Перші електронні машини. В середині 1930-х років Джон Атанасов, американський фізик і математик,  замислювався над проблемою автоматизації розв’язання великих систем лінійних алгебраїчних рівнянь.  Він намагався модифікувати калькулятор фірми ІВМ для розв’язку систем рівнянь, але через складність в роботі згодом відмовився від цієї ідеї. Ідеї та принципи створення цифрового комп’ютера прийшли до нього, як він згадує, зимнім вечором 1937 року в придорожній таверні. Пізніше він сформував суть цих принципів: в своїй роботі комп’ютер буде використовувати електроенергію і досягнення електроніки:- його робота буде основана на двійковій, а не десятковій системі числення;- основою запам’ятовуючого пристрою будуть конденсатори;- будуть використані логічні електронні схеми.

Проектування та конструювання комп’ютера здійснювалось з кінця 1939 року до середини 1942 року. Машина не була програмованою, і розроблялася тільки з метою розв'язання систем лінійних рівнянь (до 30х30). У 1942 році вона була успішно протестована. Пристрій для зберігання проміжних результатів на основі паперових карт був досить ненадійним, але робота над машиною була припинена через те, що Атанасов покинув Університет штату Айова, будучи призваним на військову службу у зв'язку з Другою світовою війною. У числі особливостей комп’ютера АВС можна виділити використання електронних ламп і оперативної пам’яті на конденсаторах для зберігання проміжних результатів обчислень. У ABC вперше з'явилися деякі елементи близькі сучасних комп'ютерів, такі як двійкова арифметика і тригери. Недолік — відсутність програмування. Комп’ютер призначався тільки для операцій з розв’язання систем рівнянь. Машина так і не була повністю закінчена, за призначенням вона не використовувалася і популярності не набула. Комп’ютер Атанасова-Беррі АВС

В Англії була розпочата робота над створенням спеціалізованої обчислювальної машини для розшифрування секретних радіограм німецького вермахту. Радіозв'язок між ставкою Гітлера і штабами десяти основних армійських угруповань здійснювався за допомогою найпотужнішого німецького шифратора Лоренц, який для кожного нового повідомлення застосовував новий код. На цей момент у Британії вже була побудована секретна електроно-механічна машина Turing Bombe, за допомогою якої було розшифровано код шифрувальної машини Егігма. Ця машина була спроектована та розроблена британським математиком Аланом Тьюрінгом (Alan Turing, 1912—1954 рр.). Але код Лоренца був суттєво складнішим та не піддавався розшифровці існуючими методами. Нова машина була спроектована членом Британського королівського товариства професором Максом Ньюменом (Max Newman, 1897—1985 рр.) і виготовлена у 1943 році Т. Флауерсом машина Колоссус (Colossus) на 1500 електронних лампах запрацювала у Блетчлі-Парк, успішно вирішуючи поставлену задачу.

Історія розвитку комп’ютерної техніки. Перше покоління. У 1940-х роках на очах світу розгорнулася визначна подія – народження комп’ютерів першого покоління. Ці піонерські машини покладалися на вакуумні лампи, великі електронні компоненти, які контролювали потік електроенергії. Однак вакуумні лампи мали істотні недоліки. Вони були енергоємними, виробляли значну кількість тепла і часто виходили з ладу. Друге покоління. Наприкінці 1950-х років завдяки розробці транзисторів обчислювальна техніка досягла значного прогресу. Ці невеликі твердотільні пристрої замінили вакуумні лампи, що призвело до створення більш компактних і надійних комп’ютерів. Поява транзисторів призвела до значних покращень у зменшенні розміру, енергоефективності та теплогенерації.

Третє покоління. У 1960-х роках комп’ютери увійшли в третє покоління, представивши інтегральні схеми (ІС). IC трансформували комп’ютерну технологію, об’єднавши численні транзистори та електронні компоненти в одному кремнієвому чіпі. Ця інноваційна розробка значно зменшила розміри комп’ютера, одночасно підвищивши обчислювальну потужність. Четверте покоління. Наприкінці 1970-х років у сфері обчислювальної техніки стався значний розвиток – поява мікропроцесорів. Це ознаменувало собою четверте покоління комп’ютерів. У результаті народилися персональні комп’ютери (ПК) і графічні інтерфейси користувача (GUI), які трансформували обчислення та зробили їх доступними як для окремих людей, так і для компаній. П’яте покоління. У 1990-х роках комп’ютери стали свідками значної трансформації з появою п’ятого покоління. Ця епоха характеризувалася розвитком штучного інтелекту (ШІ) і паралельної обробки. Це сигналізує про появу суперкомп’ютерів, оснащених величезними можливостями обробки, що сприяє прогресу в прогнозуванні погоди, наукових дослідженнях та інтерпретації даних. Тепер, коли ми знаємо, які досягнення проклали шлях для переходу від одного покоління комп’ютерів до іншого, давайте розберемося з кожним поколінням докладніше.

Перше покоління. Друге покоління. Третє покоління. Четверте покоління. П’яте покоління

Закріплення нового матеріалу. Для чого призначений АБАК?Коли почали створюватися перші електронні машини?Опишіть яку машину створив британський професор Макс Ньюмен?

Дякую за увагу!