29 октября года проверка работы самой первой глобальной военной компьютерной сети
Обращаем Ваше внимание, что в соответствии с Федеральным законом N 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации» в организациях, осуществляющих образовательную деятельность, организовывается обучение и воспитание обучающихся с ОВЗ как совместно с другими обучающимися, так и в отдельных классах или группах.
Рабочие листы и материалы для учителей и воспитателей
Более 2 500 дидактических материалов для школьного и домашнего обучения
Столичный центр образовательных технологий г. Москва
Получите квалификацию учитель математики за 2 месяца
от 3 170 руб. 1900 руб.
Количество часов 300 ч. / 600 ч.
Успеть записаться со скидкой
Форма обучения дистанционная
- Онлайн
формат - Диплом
гособразца - Помощь в трудоустройстве
Видеолекции для
профессионалов
- Свидетельства для портфолио
- Вечный доступ за 120 рублей
- 311 видеолекции для каждого
Тема: «Поколения ЭВМ»
Задание: изучите представленный ниже теоретический материал и заполните в конспекте таблицу:
Таблица «ПОКОЛЕНИЯ ЭВМ»
Под поколением ЭВМ понимают все типы и модели вычислительных машин, разработанные различными конструкторскими коллективами, но построенные на одних и тех же научных и технических принципах.
Что же является определяющим признаком при отнесении ЭВМ к тому или иному поколению?
Это, прежде всего:
элементная база, т. е из каких в основном элементов они построены.
важнейшие характеристики: быстродействие, объем оперативной памяти, программное обеспечение, устройства ввода-вывода.
Деление ЭВМ на поколения условное. Существует немало моделей, которые по одним признакам относятся к одному, а по другим – к другому поколению.
I поколение ЭВМ – ЭВМ, сконструированные в 1945 – 1955 гг.
Характерные черты первого поколения.
Элементная база – электронно-вакуумные лампы.
Соединение элементов – навесной монтаж проводами.
Габариты – ЭВМ выполнена в виде громадных шкафов. Эти компьютеры были огромными, неудобными и слишком дорогими машинами, которые могли приобрести крупные корпорации и правительства. Лампы потребляли большое количество электроэнергии и выделяли много тепла.
Быстродействие – 10-20 тыс. операций в секунду.
Эксплуатация – сложная из-за частого выхода из строя электронно-вакуумных ламп.
Программирование – машинные коды. При этом надо знать все команды машины, двоичное представление, архитектуру ЭВМ. В основном были заняты математики – программисты. Обслуживание ЭВМ требовало от персонала высокого профессионализма.
Оперативная память – до 2 Кбайт.
Данные вводились и выводились с помощью перфокарт, перфолент.
40-е годы XX в. считаются годами бурного прогресса научных и технических новшеств.
Первая ЭВМ «ЭНИАК» (цифровой интегратор и вычислитель) была создана в США после второй мировой войны в 1946 году. В группу создателей этой ЭВМ входил один из самых выдающихся ученых XX в. Джон фон Нейман.
Принципиальное описание устройств и работы компьютера принято называть архитектурой ЭВМ. Согласно принципам Неймана построение и функционирование универсальных программируемых вычислительных машин ЭВМ образует три главных компонента: арифметическое устройство, устройство ввода-вывода, память для хранения данных и программ.
Развитие ЭВМ в СССР связано с именем академика Сергея Алексеевича Лебедева , под руководством которого были созданы: в 1951 году в Киеве МЭСМ (малая электронно-счетная машина) и 1953 году в Москве БЭСМ (быстродействующая электронно-счетная машина).
Приемка Государственной комиссией МЭСМ – первая электронная счетная машина в континентальной Европе с хранимой в памяти программой.
Быстродействие более 100 операций в секунду. Первоначально машина была 16-разрядной, но затем разрядность была увеличена до 20. Пробный пуск машины МЭСМ состоялся 6 ноября 1950 года, решалась задача Y'' + Y = 0; Y(0) = 0; Y() = 0;
Первые задачи были решены в 1951 году, 4-го января: вычисление суммы нечетного ряда факториала числа; возведение в степень. Регулярная эксплуатация началась 25.12.1951 года.
Первые ЭВМ были слишком дорогими, громоздкими и потому не имели массового применения: они использовались только в крупных научных центрах, в космосе, обороне, в метеорологии.
ЭВМ первого поколенияпоявились в 50-х годах XX столетия, изготовлялись на основе вакуумных электроламп. Эти ЭВМ размещались в нескольких больших металлических шкафах, занимавших целые залы и требовавшие сложнейшей системы охлаждения. Программы для ЭВМ первого поколения составлялись в машинных кодах – в виде длинных последовательностей двоичных чисел. Главным образом эти ЭВМ использовались для инженерных и научных расчетов.
II поколение ЭВМ – ЭВМ, сконструированные в 1955 - 1965 гг.
К этому времени был сконструирован транзистор.
1 транзистор заменял 40 электронных ламп, был намного дешевле и надежнее.
Характерные черты второго поколения.
Элементная база – транзисторы (полупроводниковые элементы).
Соединение элементов – печатные платы и навесной монтаж. Печатные платы представляли собой пластины из изолирующего материала, на который наносился токопроводящий материал. Для крепления транзисторов имелись специальные гнезда.
Габариты – ЭВМ выполнена в виде однотипных стоек, чуть выше человеческого роста, но для размещения требовался специальный машинный зал.
Быстродействие – 100 – 500 тыс. операций в секунду.
Эксплуатация – вычислительные центры со специальным штатом обслуживающего персонала, появилась новая специальность – оператор ЭВМ.
Программное обеспечение – появление первых языков программирования.
Оперативная память – 2 – 32 Кбайт.
Введен принцип разделения времени – совмещение во времени работы разных устройств, например, одновременно с процессором работает устройство ввода-вывода с магнитной ленты. Принцип управления стал микропрограммным и в ЭВМ возникла необходимость наличия постоянной памяти, в ячейках которой присутствуют коды, соответствующие управляющим сигналам.
Данные вводились и выводились с помощью перфокарт, перфолент, магнитных лент.
Недостаток – несовместимость программного обеспечения.
Пример ЭВМ II поколения: БЭСМ – 6, созданная С. Лебедевым. Эта машина считалась по всем параметрам лучшей в мире и выполняла до 1 млн опер/сек.
ЭВМ второго поколения появились в 60х годах. В этих машинах логические элементы реализовывались на базе полупроводниковых приборов – транзисторов. Это позволило увеличить надежность машин, сократить их размеры и потребление электроэнергии. Тем самым открылся путь для серийного производства ЭВМ
В составе ЭВМ второго поколения появились печатающие устройства для вывода телетайпа, телетайпы для ввода, магнитные накопители для хранения информации (магнитные ленты). Диалог человека с машиной стал более естественным благодаря появлению языков программирования высокого уровня: Фортран, Алгол, Бейсик и др. Начали создаваться первые автоматизированные системы на базе ЭВМ.
Технологический процесс производства микропроцессоров неразрывно связан с эволюцией и постоянным усовершенствованием транзистора. Революционная роль транзистора – в его малых размерах. Объединение большого числа таких транзисторов на текстолитовой плате позволило создавать отдельные узлы и даже целые устройства. Применение транзисторов позволило уменьшить габариты ЭВМ и увеличить их вычислительную мощность. Однако габариты ЭВМ на транзисторах всё же оставались очень большими для их широкого применения. Но ведь с точки зрения технологического процесса нет особой разницы, делать ли один транзистор на подложке или сразу много. Изготовив достаточное количество транзисторов на одной подложке, остается один шаг до превращения нескольких транзисторов в интегральную микросхему – соединить определённым образом полученные транзисторы.
III поколение ЭВМ – ЭВМ, сконструированные в 1965 – 1975 гг.
1958 г . – Джек Килби и Роберт Нойс, независимо друг от друга, изобретают интегральную схему (ИС).
1961 г . – в продажу поступила первая, выполненная на пластине кремния, интегральная схема.
1965 г . – начат выпуск семейства машин третьего поколения IBM-360 (США). Модели имели единую систему команд и отличались друг от друга объемом оперативной памяти и производительностью.
1967 г . – начат выпуск БЭСМ - 6 (1 млн. операций в 1 с) и “Эльбрус” (10 млн. операций в 1 с)
1969 г . - фирма IBM разделила понятия аппаратных средств (hardware) и программные средства (software). Фирма начала продавать программное обеспечение отдельно от железа, положив начало индустрии программного обеспечения.
29 октября 1969 года – проверка работы самой первой глобальной военной компьютерной сети ARPANet, связывающей исследовательские лаборатории на территории США
29 октября - день рождения Интернет.
1971 г . – создание первого микропроцессора фирмой Intel. На 1 кристалле сформировали 2250 транзисторов.
Характерные черты третьего поколения.
Элементная база – интегральные схемы.
Соединение элементов – печатные платы.
Габариты – ЭВМ выполнена в виде однотипных стоек.
Быстродействие –1-10 млн. операций в секунду.
Эксплуатация – вычислительные центры, дисплейные классы, новая специальность - системный программист.
В качестве устройств ввода и вывода появляются терминалы (мониторы) и клавиатуры, что явилось огромным преимуществом III поколения.
Программное обеспечение - появление операционных систем.
Оперативная память – 64 Кбайт.
Введен принцип разделения времени, принцип микропрограммного управления, принцип модульности – ЭВМ состоит из набора модулей: конструктивно и функционально законченных блоков в стандартном исполнении, принцип магистральности – способ связи всех модулей ЭВМ, входные и выходные устройства соединены одинаковыми проводами – шинами, появление магнитных дисков, дисплеев, графопостроителей.
Пример ЭВМ III поколения: ЕС ЭВМ (ЭВМ единой системы)
ЭВМ третьего поколения появились в 70-х годах. Их основу составляли интегральные схемы. Благодаря этому уменьшились размеры, потребление электроэнергии и стоимость компьютеров. Происходят существенные изменения в архитектуре ЭВМ: появилась возможность выполнять одновременно несколько программ на одной машине. Такой режим работы называется мультипрограммным (многопрограммным) режимом.
В составе ЭВМ третьего поколения были включены удобные устройства ввода-вывода, дисплей на основе электронно-лучевых трубок, накопители информации на магнитных лентах и дисках, графопостроители, т.д. К работе с этими ЭВМ стали подключаться широкий круг специалистов, машины появились в институтах и университетах. Начали создаваться операционные системы, базы данных, языки системы «искусственного интеллекта», стали внедряться системы автоматизированного проектирования.
С появлением микропроцессоров эволюция транзисторов, из которых, собственно, и состоит любая микросхема, не остановилась. Продолжается борьба за чистоту исходных кремниевых пластин.
IV поколение ЭВМ – ЭВМ, сконструированные начиная с 1975 г. - до наших дней.
1975 г . – IBM первой начинает промышленное производство лазерных принтеров.
1976 г. – фирма IBM создает первый струйный принтер.
1976 г. – создание первой ПЭВМ
Молодые американцы Стив Джобс и Стив Возняк организовали предприятие по изготовлению персональных компьютеров "Apple" ("Яблоко"), предназначенных для большого круга непрофессиональных пользователей. Продавался Apple 1 по весьма интересной цене - 666,66 доллара. За десять месяцев удалось реализовать около двухсот комплектов.
1976 г. - появилась первая дискета диаметром 5,25 дюйма. Говорят, что ее размеры соответствуют размерам салфеток для коктейля, которыми пользовались разработчики, обсуждавшие детали нового проекта в одном из бостонских баров.
1982 г.- фирма IBM приступила к выпуску компьютеров IBM РС с процессором Intel 8088, в котором были заложены принципы открытой архитектуры, благодаря которому каждый компьютер может собираться как из кубиков, с учетом имеющихся средств и с возможностью последующих замен блоков и добавления новых.
1988 г. – был создан первый вирус-“червь”, поражающий электронную почту.
1993 г. - выпуск компьютеров IBM РС с процессором Pentium.
Характерные черты четвертого поколения.
Элементная база – большие и супер большие интегральные схемы (БИС и СБИС), то есть микропроцессоры.
Соединение элементов – печатные платы.
Габариты – компактные ЭВМ, ноутбуки.
Быстродействие – более 100 млн. операций в секунду.
Эксплуатация – многопроцессорные и многомашинные комплексы, любые пользователи ЭВМ.
Программное обеспечение – графические операционные системы.
Оперативная память – 2 -5 Мбайт.
Телекоммуникационная обработка данных, объединение в компьютерные сети.
Примеры ЭВМ IV поколения: мини и микро ЭВМ, персональный компьютер.
На рубеже 80-х годов были созданы и выпущены в массовое производство ЭВМ четвертого поколения. Элементарной базой этих ЭВМ стали микропроцессоры – сверхбольшие интегральные микросхемы, которые способны выполнять функции основного блока компьютера – процессора. Их можно сравнить с миниатюрным мозгом, работающего по программе заложенной в его памяти. Соединив микропроцессор с устройствами ввода-вывода, внешней памяти, получили новый тип компьютера – микро-ЭВМ, габариты которых позволяют устанавливать их на любом рабочем месте. В составе этих ЭВМ включаются удобные средства накопления информации (магнитные и оптические), ввода и вывода информации: компактные печатающие устройства, мышь, джойстик, удобная клавиатура, цветные графические мониторы, т.д.
Наиболее яркими представителями ЭВМ четвертого поколения служат персональные компьютеры. Сущность персонального ПК можно сформулировать так:
ПК – микроЭВМ с «дружественным» к пользователю аппаратным и программным обеспечением.
Десятки миллионов персональных ЭВМ, установленных в службах сервиса и управления, на производстве и в образовании, требуют овладения компьютерной грамотности от всего населения.
Появление и распространение ПК по своему значению для общественного развития сопоставимо с появлением книгопечатания. Именно ПК сделали компьютерную грамотность массовым явлением. С развитием этого типа машин появилось понятие «информационные технологии», без которых уже нельзя обойтись в большинстве областей деятельности человека.
Есть и другая линия в развитии ЭВМ четвертого поколения – это суперЭВМ. Машины этого класса имеют быстродействие сотни миллионов и миллиарды операций в секунду.
Можно выделить \(5\) основных поколений ЭВМ . Но деление компьютерной техники на поколения — весьма условная.
1. Элементная база: электронно-вакуумные лампы.
2. Соединение элементов: навесной монтаж проводами.
3. Габариты: ЭВМ выполнена в виде громадных шкафов.
Эти компьютеры были огромными, неудобными и слишком дорогими машинами, которые могли приобрести крупные корпорации и правительства.
Лампы потребляли большое количество электроэнергии и выделяли много тепла.
4. Быстродействие: \(10-20\) тыс. операций в секунду.
5. Эксплуатация: сложная из-за частого выхода из строя электронно-вакуумных ламп.
6. Программирование: машинные коды. При этом надо знать все команды машины, двоичное представление, архитектуру ЭВМ. В основном были заняты математики-программисты. Обслуживание ЭВМ требовало от персонала высокого профессионализма.
7. Оперативная память: до \(2\) Кбайт.
8. Данные вводились и выводились с помощью перфокарт, перфолент.
В \(1948\) году Джон Бардин, Уильям Шокли, Уолтер Браттейн изобрели транзистор, за изобретение транзистора они получили Нобелевскую премию в \(1956\) г.
В \(1958\) году создана машина М-20 , выполнявшая \(20\) тыс. операций в секунду — самая мощная ЭВМ \(50-х\) годов в Европе.
1. Элементная база: полупроводниковые элементы (транзисторы, диоды).
2. Соединение элементов: печатные платы и навесной монтаж.
3. Габариты: ЭВМ выполнена в виде однотипных стоек, чуть выше человеческого роста, но для размещения требовался специальный машинный зал.
4. Быстродействие: \(100-500\) тыс. операций в секунду.
5. Эксплуатация: вычислительные центры со специальным штатом обслуживающего персонала, появилась новая специальность — оператор ЭВМ .
6. Программирование: на алгоритмических языках, появление первых операционных систем .
7. Оперативная память: \(2-32\) Кбайт.
8. Введён принцип разделения времени — совмещение во времени работы разных устройств.
Уже начиная со второго поколения, машины стали делиться на большие, средние и малые по признакам размеров, стоимости, вычислительных возможностей.
Так, небольшие отечественные машины второго поколения (« Наири », « Раздан », « Мир » и др.) были в конце \(60\)-х годов вполне доступны каждому вузу, в то время как упомянутая выше БЭСМ-6 имела профессиональные показатели (и стоимость) на \(2-3\) порядка выше.
В \(1958\) году Джек Килби и Роберт Нойс , независимо друг от друга, изобретают интегральную схему (ИС).
В \(1965\) году начат выпуск семейства машин третьего поколения IBM-360 (США). Модели имели единую систему команд и отличались друг от друга объёмом оперативной памяти и производительностью.
В \(1967\) году начат выпуск БЭСМ - 6 (\(1\) млн. операций в \(1\) с) и « Эльбрус » (\(10\) млн. операций в \(1\) с).
В \(1968\) году сотрудник Стэндфордского исследовательского центра Дуглас Энгельбарт продемонстрировал работу первой мыши.
В \(1969\) году фирма IBM разделила понятия аппаратных средств (hardware) и программные средства (software). Фирма начала продавать программное обеспечение отдельно от железа, положив начало индустрии программного обеспечения.
\(29\) октября \(1969\) года проходит проверка работы самой первой глобальной военной компьютерной сети ARPANet , связывающей исследовательские лаборатории на территории США.
В \(1971\) году создан первый микропроцессор фирмой Intel . На \(1\) кристалле сформировали \(2250\) транзисторов.
1. Элементная база: интегральные схемы.
2. Соединение элементов: печатные платы.
3. Габариты: ЭВМ выполнена в виде однотипных стоек.
4. Быстродействие: \(1-10\) млн. операций в секунду.
5. Эксплуатация: вычислительные центры, дисплейные классы, новая специальность — системный программист .
6. Программирование: алгоритмические языки, операционные системы.
7. Оперативная память: \(64\) Кбайт.
При продвижении от первого к третьему поколению радикально изменились возможности программирования. Написание программ в машинном коде для машин первого поколения (и чуть более простое на Ассемблере) для большей части машин второго поколения является занятием, с которым подавляющее большинство современных программистов знакомятся при обучении в вузе.
Появление процедурных языков высокого уровня и трансляторов с них было первым шагом на пути радикального расширения круга программистов. Научные работники и инженеры сами стали писать программы для решения своих задач.
Уже в третьем поколении появились крупные унифицированные серии ЭВМ. Для больших и средних машин в США это прежде всего семейство IBM 360/370 . В СССР \(70\)-е и \(80\)-е годы были временем создания унифицированных серии: ЕС (единая система) ЭВМ (крупные и средние машины), СМ (система малых) ЭВМ и « Электроника » ( серия микро-ЭВМ).
В их основу были положены американские прототипы фирм IBM и DEC (Digital Equipment Corporation). Были созданы и выпущены десятки моделей ЭВМ, различающиеся назначением и производительностью. Их выпуск был практически прекращен в начале \(90\)-х годов.
Стив Джобс и Стив Возняк организовали предприятие по изготовлению персональных компьютеров « Apple », предназначенных для большого круга непрофессиональных пользователей. Продавался \(Apple 1\) по весьма интересной цене — \(666,66\) доллара. За десять месяцев удалось реализовать около двухсот комплектов.
В \(1982\) году фирма IBM приступила к выпуску компьютеров IBM РС с процессором Intel 8088 , в котором были заложены принципы открытой архитектуры, благодаря которому каждый компьютер может собираться как из кубиков, с учётом имеющихся средств и с возможностью последующих замен блоков и добавления новых.
1. Элементная база: большие интегральные схемы (БИС).
2. Соединение элементов: печатные платы.
3. Габариты: компактные ЭВМ, ноутбуки.
4. Быстродействие: \(10-100\) млн. операций в секунду.
5. Эксплуатация: многопроцессорные и многомашинные комплексы, любые пользователи ЭВМ.
6. Программирование: базы и банки данных.
7. Оперативная память: \(2-5\) Мбайт.
8. Телекоммуникационная обработка данных, объединение в компьютерные сети.
Элементной базой являются сверхбольшие интегральные схемы (СБИС) с использованием оптоэлектронных принципов (лазеры, голография).
Американский ENIAC, который часто называют первым электронным компьютером общего назначения, публично доказал применимость электроники для масштабных вычислений. Это стало ключевым моментом в разработке вычислительных машин, прежде всего из-за огромного прироста в скорости вычислений, но также и по причине появившихся возможностей для миниатюризации.
Четвертое поколение ЭМВ
Наиболее яркие представители четвертого поколения ЭВМ – персональные компьютеры (ПК). Связь с пользователем осуществлялась посредством цветного графического дисплея с применением языков высокого уровня. Машина предназначались для резкого повышения производительности труда в науке, производстве, управлении, здравоохранении, обслуживании и быту. Высокая степень интеграции способствовала увеличению плотности компоновки электронной аппаратуры, повышению ее надежности.
В 1982 году фирма IBM приступила к выпуску компьютеров IBM РС с процессором Intel 8088, в котором были заложены принципы открытой архитектуры, благодаря которому каждый компьютер может собираться как из кубиков, с учётом имеющихся средств и с возможностью последующих замен блоков и добавления новых.
Пятое поколение ЭВМ строится по принципу человеческого мозга, управляется голосом.Огромные усилия были предприняты Японией в разработке компьютера 5-го поколения с искусственным интеллектом, но успеха они пока не добились. Фирма IBM тоже не намерена сдавать свои позиции мирового лидера, например, Японии. Мировая гонка за создание компьютера пятого поколения началась еще в 1981 году. С тех пор еще никто не достиг финиша.
Обращаем Ваше внимание, что в соответствии с Федеральным законом N 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации» в организациях, осуществляющих образовательную деятельность, организовывается обучение и воспитание обучающихся с ОВЗ как совместно с другими обучающимися, так и в отдельных классах или группах.
Рабочие листы и материалы для учителей и воспитателей
Более 2 500 дидактических материалов для школьного и домашнего обучения
Столичный центр образовательных технологий г. Москва
Получите квалификацию учитель математики за 2 месяца
от 3 170 руб. 1900 руб.
Количество часов 300 ч. / 600 ч.
Успеть записаться со скидкой
Форма обучения дистанционная
- Онлайн
формат - Диплом
гособразца - Помощь в трудоустройстве
311 лекций для учителей,
воспитателей и психологов
Получите свидетельство
о просмотре прямо сейчас!
Урок по информатике на тему: "История появления и развития вычислительной техники. Поколения ЭВМ"
Формирование общеучебных навыков работы с информацией.
Обобщить знания по теме.
Контроль уровня усвоения пройденного материала учениками.
развитие познавательного интереса,
воспитание информационной культуры.
обобщение и систематизация знаний по истории появления и развития вычислительной техники,
ознакомление с основными характерными чертами поколений ЭВМ.
развитие внимания, логического мышления,
Раздаточный материал с кратким конспектом урока.
Тексты проверочных тестов – 3 варианта (Приложение 1)
Форма таблицы “Поколения ЭВМ” для заполнения учащимися (Приложение 2)
Электронная презентация (Приложение 3)
Одна ПЭВМ с ОС Windows-2000 или Windows-XP с проектором и экраном для проекции.
На доске записаны эпиграфы урока:
“Лучший пророк для будущего – прошлое”.
“Великие люди – это оглавление книги будущего человечества”.
Каждому ученику перед уроком раздаются:
краткий конспект урока,
форма таблицы “Поколения ЭВМ” (Приложение 1).
Повторение: появление и развитие вычислительной техники.
Новый материал: поколения ЭВМ.
Закрепление изученного материала.
Выполнение заданий теста.
Подведение итогов урока.
1. ОРГАНИЗАЦИОННЫЙ МОМЕНТ.
2. ПОВТОРЕНИЕ: появление и развитие вычислительной техники.
- Начнем урок с повторения основных устройств, приспособлений для счета, дат и имен в развитии вычислительной техники.
I задание. Назовите представленные приспособления для счета ручного этапа развития ВТ.
А. Саламинская доска. Б. Серобян. В. Суан-пан. Г. Палочки Непера. Д. Русские счеты.
II. Задание. Перед вами таблица. Соотнесите даты и устройства, а также назовите, кто являлся изобретателем данного устройства.1. 1624 г. А. “Ступенчатый вычислитель”.
2. 1642 г. Б. Перфокарта.
3. 1673 г. В. Разностная машина.
4. 1804 г. Г. “Часы для счета”.
5. 1820 г. Д. “Паскалина”.
6. 1822 г. Е. Арифмометр.
7. 1880 г. Ж. Механический калькулятор
1-Г: 1624 г. - “Часы для счета”, Вильгельм Шиккард.
2-Д: 1642 г. - “Паскалина”, Блез Паскаль.
3-А: 1673 г. - “Ступенчатый вычислитель”, Готфрид Вильгельм Лейбниц.
4-Б: 1804 г. - Перфокарта, Мари Жозеф Жаккар.
5-Ж: 1820 г. - Механический калькулятор, Чарльз Ксавьер Томас.
6-В: 1822 г. - Разностная машина, Чарльз Бэббидж.
7-Е: 1880 г. - Арифмометр, Вильгодт Теофилович Однер.
III. Задание. Вспомните две даты электромеханического этапа развития ВТ:
Ответ: Герман Холлерит создает статистический табулятор.
Ответ: создание Марк I Эйкеном, размеры: длина 17 м, высота 2,5 м, имела 750 тыс. деталей, обрабатывала 23 разрядных числа. За день выполняла расчеты, которые вручную выполнялись за 6 месяцев.
IV. Задание. Вам представлены названия машин, назовите, что это за машина и дату создания.
ENIAC – первая ЭВМ, создана Мочли и Эккертом в 1946 г.
EDZAC - первая ЭВМ с хранимой программой, создана в 1949 г.
UNIVAC - первая серийная ЭВМ, создана в 1951 г.
МЭСМ - первая советская ЭВМ, создана под руководством С.А. Лебедева в 1951 г.
БЭСМ – создана в 1952 г.
СТРЕЛА - первая серийная советская ЭВМ создана в 1953 г.
3. НОВЫЙ МАТЕРИАЛ: ПОКОЛЕНИЯ ЭВМ.
- 60 лет (2006-1946 = 60) прошло с тех пор, как появилась первая ЭВМ. За этот короткий для развития общества период сменилось несколько поколений ЭВМ, а первые ЭВМ – являются музейной редкостью.
Чтобы показать стремительный рост в развитии вычислительной техники, английская писательница и журналистка Ж. Мегарри приводит любопытный пример:
“…Если бы автомобилестроение развивалось так же быстро, как и компьютерная индустрия с 1946 года, то “Роллс-Ройс”:
стоил бы сейчас столько, сколько стоит обычная книга,
был бы мощнее самого большого в мире электровоза,
был бы способен объехать вокруг света 3000 раз на одной заправке топливного бака
был бы так мал, что восемь машин можно было бы припарковать на стоянке, не превосходящий по площади точку, которой заканчивается это предложение”.
Под поколением ЭВМ понимают все типы и модели вычислительных машин, разработанные различными конструкторскими коллективами, но построенные на одних и тех же научных и технических принципах.
Что же является определяющим признаком при отнесении ЭВМ к тому или иному поколению?
Это, прежде всего:
элементная база, т. е из каких в основном элементов они построены.
важнейшие характеристики: быстродействие, объем оперативной памяти, программное обеспечение, устройства ввода-вывода.
Деление ЭВМ на поколения условное. Существует немало моделей, которые по одним признакам относятся к одному, а по другим – к другому поколению.
I поколение ЭВМ – ЭВМ, сконструированные в 1946 – 1955 гг.
Характерные черты первого поколения.
Элементная база – электронно-вакуумные лампы.
Соединение элементов – навесной монтаж проводами.
Габариты – ЭВМ выполнена в виде громадных шкафов. Эти компьютеры были огромными, неудобными и слишком дорогими машинами, которые могли приобрести крупные корпорации и правительства. Лампы потребляли большое количество электроэнергии и выделяли много тепла.
Быстродействие – 10-20 тыс. операций в секунду.
Эксплуатация – сложная из-за частого выхода из строя электронно-вакуумных ламп.
Программирование – машинные коды. При этом надо знать все команды машины, двоичное представление, архитектуру ЭВМ. В основном были заняты математики – программисты. Обслуживание ЭВМ требовало от персонала высокого профессионализма.
Оперативная память – до 2 Кбайт.
Данные вводились и выводились с помощью перфокарт, перфолент.
Подведем итог по I поколению ЭВМ:
- возьмите форму таблицы “Поколения ЭВМ” (Приложение 2)
- заполним 1 строку этой таблицы.
II поколение ЭВМ – ЭВМ, сконструированные в 1955 - 1965 гг.
К этому времени был сконструирован транзистор.
1948 г. – Джон Бардин, Уильям Шокли, Уолтер Браттейн изобрели транзистор, за изобретение транзистора они получили Нобелевскую премию в 1956 г.
1955 г. – создание первой ЭВМ на транзисторах – “Традис”.
"Традис" - первый транзисторный компьютер фирмы "Белл телефон лабораторис" - содержал 800 транзисторов, каждый из которых был заключен в отдельный корпус.
1 транзистор заменял 40 электронных ламп, был намного дешевле и надежнее.
1958 г. – создана машина М-20, выполнявшая 20 тыс. операций в секунду – самая мощная ЭВМ
50-х годов в Европе.
1963 г. – сотрудник Стэндфордского исследовательского центра Дуглас Энгельбарт продемонстрировал работу первой мыши.
Характерные черты второго поколения.
Элементная база – полупроводниковые элементы (транзисторы, диоды).
Соединение элементов – печатные платы и навесной монтаж. Печатные платы представляли собой пластины из изолирующего материала, на который наносился токопроводящий материал. Для крепления транзисторов имелись специальные гнезда.
Габариты – ЭВМ выполнена в виде однотипных стоек, чуть выше человеческого роста, но для размещения требовался специальный машинный зал.
Быстродействие – 100 – 500 тыс. операций в секунду.
Эксплуатация – вычислительные центры со специальным штатом обслуживающего персонала, появилась новая специальность – оператор ЭВМ.
Программирование – на алгоритмических языках, появление первых операционных систем.
Оперативная память – 2 – 32 Кбайт.
Введен принцип разделения времени – совмещение во времени работы разных устройств, например, одновременно с процессором работает устройство ввода-вывода с магнитной ленты. Принцип управления стал микропрограммным и в ЭВМ возникла необходимость наличия постоянной памяти, в ячейках которой присутствуют коды, соответствующие управляющим сигналам.
Недостаток – несовместимость программного обеспечения.
Подведем итог по II поколению ЭВМ – заполним 2 строку таблицы “Поколения ЭВМ”.
III поколение ЭВМ – ЭВМ, сконструированные в 1965 – 1975 гг.
1958 г. – Джек Килби и Роберт Нойс, независимо друг от друга, изобретают интегральную схему (ИС).
1961 г. – в продажу поступила первая, выполненная на пластине кремния, интегральная схема.
1965 г. – начат выпуск семейства машин третьего поколения IBM-360 (США). Модели имели единую систему команд и отличались друг от друга объемом оперативной памяти и производительностью.
1967 г. – начат выпуск БЭСМ - 6 (1 млн. операций в 1 с) и “Эльбрус” (10 млн. операций в 1 с)
1969 г. - фирма IBM разделила понятия аппаратных средств (hardware) и программные средства (software). Фирма начала продавать программное обеспечение отдельно от железа, положив начало индустрии программного обеспечения.
29 октября 1969 года – проверка работы самой первой глобальной военной компьютерной сети ARPANet, связывающей исследовательские лаборатории на территории США
29 октября - день рождения Интернет.
1971 г. – создание первого микропроцессора фирмой Intel. На 1 кристалле сформировали 2250 транзисторов.
Характерные черты третьего поколения.
Элементная база – интегральные схемы.
Соединение элементов – печатные платы.
Габариты – ЭВМ выполнена в виде однотипных стоек.
Быстродействие –1-10 млн. операций в секунду.
Эксплуатация – вычислительные центры, дисплейные классы, новая специальность - системный программист.
Программирование - алгоритмические языки, операционные системы.
Оперативная память – 64 Кбайт.
Введен принцип разделения времени, принцип микропрограммного управления, принцип модульности – ЭВМ состоит из набора модулей: конструктивно и функционально законченных блоков в стандартном исполнении, принцип магистральности – способ связи всех модулей ЭВМ, входные и выходные устройства соединены одинаковыми проводами – шинами, появление магнитных дисков, дисплеев, графопостроителей.
Подведем итог по III поколению ЭВМ – заполним 3 строку таблицы “Поколения ЭВМ”.
IV поколение ЭВМ – ЭВМ, сконструированные начиная с 1975 г. - до наших дней.
1975 г. – IBM первой начинает промышленное производство лазерных принтеров.
1976 г. – фирма IBM создает первый струйный принтер.
1976 г. – создание первой ПЭВМ
Молодые американцы Стив Джобс и Стив Возняк организовали предприятие по изготовлению персональных компьютеров "Apple" ("Яблоко"), предназначенных для большого круга непрофессиональных пользователей. Продавался Apple 1 по весьма интересной цене - 666,66 доллара. За десять месяцев удалось реализовать около двухсот комплектов.
1976 г. - появилась первая дискета диаметром 5,25 дюйма. Говорят, что ее размеры соответствуют размерам салфеток для коктейля, которыми пользовались разработчики, обсуждавшие детали нового проекта в одном из бостонских баров.
1982 г.- фирма IBM приступила к выпуску компьютеров IBM РС с процессором Intel 8088, в котором были заложены принципы открытой архитектуры, благодаря которому каждый компьютер может собираться как из кубиков, с учетом имеющихся средств и с возможностью последующих замен блоков и добавления новых.
1988 г. – был создан первый вирус-“червь”, поражающий электронную почту.
1993 г. - выпуск компьютеров IBM РС с процессором Pentium.
Характерные черты четвертого поколения.
Элементная база – большие интегральные схемы (БИС).
Соединение элементов – печатные платы.
Габариты – компактные ЭВМ, ноутбуки.
Быстродействие – 10 -100 млн. операций в секунду.
Эксплуатация – многопроцессорные и многомашинные комплексы, любые пользователи ЭВМ.
Программирование – базы и банки данных.
Оперативная память – 2 -5 Мбайт.
Телекоммуникационная обработка данных, объединение в компьютерные сети.
Подведем итог по IV поколению ЭВМ – заполним 4 строку таблицы “Поколения ЭВМ”
V поколение ЭВМ – разработки с 90-х годов ХХ века.
Элементной базой являются сверхбольшие интегральные схемы (СБИС) с использованием оптоэлектронных принципов (лазеры, голография).
В компьютерах пятого поколения произойдет качественный переход от обработки данных к обработке знаний, создание экспертных систем.
Архитектура будет содержать два блока:
Интеллектуальный интерфейс, задача которого понять текст, написанный на естественном языке и содержащий условие задачи, и перевести его в работающую программу для компьютера.
Подведем итог по V поколению ЭВМ – заполним 5 строку таблицы “Поколения ЭВМ”
4. ЗАКРЕПЛЕНИЕ ИЗУЧЕННОГО МАТЕРИАЛА.
Повторение характерных черт поколений ЭВМ по таблице (Приложение 4)
5. ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ.
о развитии вычислительной техники и сети Интернет в Марий Эл.
о вкладе российских ученых в развитие вычислительной техники.
6. ВЫПОЛНЕНИЕ ЗАДАНИЙ ТЕСТА (Приложение 1).
оценка “5” - 11-12 баллов,
оценка “4” - 9-10 баллов,
оценка “3” - 6-8 баллов,
оценка “2” - 0-5 баллов.
7. ПОДВЕДЕНИЕ ИТОГОВ УРОКА.
Гутер Р.С., Полунов Ю.Л. От абака до компьютера. Изд.2-е испр. и доп. М.: Знание,1981.
Обращаем Ваше внимание, что в соответствии с Федеральным законом N 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации» в организациях, осуществляющих образовательную деятельность, организовывается обучение и воспитание обучающихся с ОВЗ как совместно с другими обучающимися, так и в отдельных классах или группах.
Рабочие листы и материалы для учителей и воспитателей
Более 2 500 дидактических материалов для школьного и домашнего обучения
Столичный центр образовательных технологий г. Москва
Получите квалификацию учитель математики за 2 месяца
от 3 170 руб. 1900 руб.
Количество часов 300 ч. / 600 ч.
Успеть записаться со скидкой
Форма обучения дистанционная
- Онлайн
формат - Диплом
гособразца - Помощь в трудоустройстве
311 лекций для учителей,
воспитателей и психологов
Получите свидетельство
о просмотре прямо сейчас!
ПЛАН ЗАНЯТИЯ
Тема: Поколения ЭВМ.
Цели: а) образовательная: Расширить знания по информатике, углубить их. Обеспечить усвоение студентами новых понятий и требований.
б) воспитательная, развивающая: Развить внимание, познавательный интерес, воображение. Воспитать словесно-логическую память, умение работать с формулами.
Тип урока : Комбинированный урок
Оборудование урока: рабочая тетрадь.
1)Организационный момент: Приветствие группы, проверка дежурства, состояние кабинета, наличие студентов, готовность к занятиям.
2) Подведение итогов проверки: Прокомментировать и оценить ответы студентов.
4)Изложение нового материала. Методика: Лекция
под поколением понимают все типы и модели ЭВМ, разработанные различными конструкторско-техническими коллективами, но построенных на одних и тех же научных и технических принципах.
Появление каждого нового поколения определялось тем, что появлялись новые базовые элементы, технология изготовления которых принципиально отличалась от предыдущего поколения.
Электронно-вычислительные машины (ЭВМ) классифицируются по различным признакам, в частности, по способам организации вычислительного процесса, функциональным возможностям, способности к параллельному выполнению программ и др. Однако чтобы определить место персональных электронных вычислительных машин (ПЭВМ) в широком разнообразии средств вычислительной техники (СВТ), следует рассмотреть классификацию вычислительных машин по таким показателям, как габариты и производительность.
I поколение ЭВМ: ЭВМ, сконструированные в 1946-1955 гг.
1. Элементная база: электронно-вакуумные лампы.
2. Соединение элементов: навесной монтаж проводами.
3. Габариты: ЭВМ выполнена в виде громадных шкафов.
Эти компьютеры были огромными, неудобными и слишком дорогими машинами, которые могли приобрести крупные корпорации и правительства.
Лампы потребляли большое количество электроэнергии и выделяли много тепла.
4. Быстродействие: 10−20 тыс. операций в секунду.
5. Эксплуатация: сложная из-за частого выхода из строя электронно-вакуумных ламп.
6. Программирование: машинные коды. При этом надо знать все команды машины, двоичное представление, архитектуру ЭВМ. В основном были заняты математики-программисты. Обслуживание ЭВМ требовало от персонала высокого профессионализма.
7. Оперативная память: до 2 Кбайт.
8. Данные вводились и выводились с помощью перфокарт, перфолент.
II поколение ЭВМ: ЭВМ, сконструированные в 1955-1965 гг.
В 1948 году Джон Бардин, Уильям Шокли, Уолтер Браттейн изобрели транзистор, за изобретение транзистора они получили Нобелевскую премию в 1956 г.
1 транзистор заменял 40 электронных ламп, был намного дешевле и надёжнее.
В 1958 году создана машина М-20, выполнявшая 20 тыс. операций в секунду — самая мощная ЭВМ 50−х годов в Европе.
В 1963 году сотрудник Стэндфордского исследовательского центра Дуглас Энгельбарт продемонстрировал работу первой мыши.
1. Элементная база: полупроводниковые элементы (транзисторы, диоды).
2. Соединение элементов: печатные платы и навесной монтаж.
3. Габариты: ЭВМ выполнена в виде однотипных стоек, чуть выше человеческого роста, но для размещения требовался специальный машинный зал.
4. Быстродействие: 100−500 тыс. операций в секунду.
5. Эксплуатация: вычислительные центры со специальным штатом обслуживающего персонала, появилась новая специальность — оператор ЭВМ.
6. Программирование: на алгоритмических языках, появление первых операционных систем.
7. Оперативная память: 2−32 Кбайт.
8. Введён принцип разделения времени — совмещение во времени работы разных устройств.
9. Недостаток: несовместимость программного обеспечения.
Уже начиная со второго поколения, машины стали делиться на большие, средние и малые по признакам размеров, стоимости, вычислительных возможностей.
Так, небольшие отечественные машины второго поколения («Наири», «Раздан», «Мир» и др.) были в конце 60-х годов вполне доступны каждому вузу, в то время как упомянутая выше БЭСМ-6 имела профессиональные показатели (и стоимость) на 2−3 порядка выше.
III поколение ЭВМ: ЭВМ, сконструированные в 1965-1975 гг.
В 1958 году Джек Килби и Роберт Нойс, независимо друг от друга, изобретают интегральную схему (ИС).
В 1961 году в продажу поступила первая, выполненная на пластине кремния, интегральная схема.
В 1965 году начат выпуск семейства машин третьего поколения IBM-360 (США). Модели имели единую систему команд и отличались друг от друга объёмом оперативной памяти и производительностью.
В 1967 году начат выпуск БЭСМ - 6 (1 млн. операций в 1 с) и «Эльбрус» (10 млн. операций в 1 с)
В 1969 году фирма IBM разделила понятия аппаратных средств (hardware) и программные средства (software). Фирма начала продавать программное обеспечение отдельно от железа, положив начало индустрии программного обеспечения.
29 октября 1969 года проходит проверка работы самой первой глобальной военной компьютерной сети ARPANet, связывающей исследовательские лаборатории на территории США
В 1971 году создан первый микропроцессор фирмой Intel. На 1 кристалле сформировали 2250 транзисторов.
1. Элементная база: интегральные схемы.
2. Соединение элементов: печатные платы.
3. Габариты: ЭВМ выполнена в виде однотипных стоек.
4. Быстродействие: 1−10 млн. операций в секунду.
5. Эксплуатация: вычислительные центры, дисплейные классы, новая специальность — системный программист.
6. Программирование: алгоритмические языки, операционные системы.
7. Оперативная память: 64 Кбайт.
При продвижении от первого к третьему поколению радикально изменились возможности программирования. Написание программ в машинном коде для машин первого поколения (и чуть более простое на Ассемблере) для большей части машин второго поколения является занятием, с которым подавляющее большинство современных программистов знакомятся при обучении в вузе.
Появление процедурных языков высокого уровня и трансляторов с них было первым шагом на пути радикального расширения круга программистов. Научные работники и инженеры сами стали писать программы для решения своих задач.
Уже в третьем поколении появились крупные унифицированные серии ЭВМ. Для больших и средних машин в США это прежде всего семейство IBM 360/370. В СССР 70-е и 80-е годы были временем создания унифицированных серии: ЕС (единая система) ЭВМ (крупные и средние машины), СМ (система малых) ЭВМ и «Электроника» (серия микро-ЭВМ).
В их основу были положены американские прототипы фирм IBM и DEC (Digital Equipment Corporation). Были созданы и выпущены десятки моделей ЭВМ, различающиеся назначением и производительностью. Их выпуск был практически прекращен в начале 90-х годов.
IV поколение ЭВМ: ЭВМ, сконструированные начиная с 1975 г. по начало 90-х годов
В 1975 году IBM первой начинает промышленное производство лазерных принтеров.
В 1976 году фирма IBM создает первый струйный принтер.
В 1976 году создана первая ПЭВМ.
Стив Джобс и Стив Вознякорганизовали предприятие по изготовлению персональных компьютеров «Apple», предназначенных для большого круга непрофессиональных пользователей. Продавался Apple1 по весьма интересной цене — 666,66 доллара. За десять месяцев удалось реализовать около двухсот комплектов.
В 1976 году появилась первая дискета диаметром 5,25 дюйма.
В 1982 году фирма IBM приступила к выпуску компьютеров IBM РС с процессором Intel 8088, в котором были заложены принципы открытой архитектуры, благодаря которому каждый компьютер может собираться как из кубиков, с учетом имеющихся средств и с возможностью последующих замен блоков и добавления новых.
В 1988 году был создан первый вирус-«червь», поражающий электронную почту.
В 1993 году начался выпуск компьютеров IBM РС с процессором Pentium.
1. Элементная база: большие интегральные схемы (БИС).
2. Соединение элементов: печатные платы.
3. Габариты: компактные ЭВМ, ноутбуки.
4. Быстродействие: 10−100 млн. операций в секунду.
5. Эксплуатация: многопроцессорные и многомашинные комплексы, любые пользователи ЭВМ.
6. Программирование: базы и банки данных.
7. Оперативная память: 2−5 Мбайт.
8. Телекоммуникационная обработка данных, объединение в компьютерные сети.
Пятое поколение ЭВМ: 1990—…
Основные требования к компьютерам 5-го поколения: Создание развитого человеко-машинного интерфейса (распознавание речи, образов); Развитие логического программирования для создания баз знаний и систем искусственного интеллекта; Создание новых технологий в производстве вычислительной техники; Создание новых архитектур компьютеров и вычислительных комплексов.
Новые технические возможности вычислительной техники должны были расширить круг решаемых задач и позволить перейти к задачам создания искусственного интеллекта. В качестве одной из необходимых для создания искусственного интеллекта составляющих являются базы знаний (базы данных) по различным направлениям науки и техники. Для создания и использования баз данных требуется высокое быстродействие вычислительной системы и большой объем памяти.
Первое поколение
ЭВМ первого поколения создавалось на основе вакуумных электроламп, машина управлялась с пульта и перфокарт с использованием машинных кодов. Эти ЭВМ размещались в нескольких больших металлических шкафах, занимавших целые залы.ЭВМ первого поколения были значительных размеров, потребляли большую мощность, имели невысокую надежность работы и слабое программное обеспечение.Машины предназначались для решения сравнительно несложных научно-технических задач
Поколения ЭМВ
ЭВМ первого поколения были ламповыми машинами 50-х годов. Их элементной базой были электровакуумные лампы. Эти ЭВМ были весьма громоздкими сооружениями, занимавшими несколько квадратных метров площади, потреблявшими электроэнергию в сотни киловатт.
Для ввода программ и данных применялись перфоленты и перфокарты. Не было монитора, клавиатуры и мышки. Использовались эти машины, главным образом, для инженерных и научных расчетов.
В 1949 году в США был создан первый полупроводниковый прибор, заменяющий электронный лампу. Он получил название - транзистор.
В 1958 году создана машина М-20, выполнявшая 20 тыс. операций в секунду — самая мощная ЭВМ 50−х годов в Европе.
В 1959 г. Был изобретен метод, позволивший создать на одной пластине и транзисторы. Полученные таким образом схемы стали называться интегральными схемами или чипами. Использование интегральных схем послужило для дальнейшей миниатюризации компьютеров.
.
Третье поколение ЭВМ
Третье поколение новой ЭВМ создавалось на элемент схемной базе –интегральныхах (ИС).ЭВМ третьего поколения начали производиться во второй 60-х годов, когда американская фирма IBM приступила к выпуску системы машин IBM-360. Немного позднее появились машины серии IBM-370.Скорость работы наиболее мощных моделей ЭВМ достигла уже нескольких миллионов операций в секунду. На машинах третьего поколения появился новый тип внешних запоминающих устройств - магнитные диски.
В 1971 году создан первый микропроцессор фирмой Intel.В 1971 году американская фирма Intel объявила о создании микропроцессора. Это событие стало революционным в электронике. Микропроцессор– это миниатюрный мозг, работающий по программе, заложенной в его память. Соединив микропроцессор с устройства ввода-вывода и внешней памяти, получили новый тип компьютера:
Стив Джобс и Стив Возняк организовали предприятие по изготовлению персональных компьютеров «Apple», предназначенных для большого круга непрофессиональных пользователей. Продавался Apple1 по весьма интересной цене — 666,66 доллара. За десять месяцев удалось реализовать около двухсот комплектов.
В 1976 году появилась первая дискета диаметром 5,25 дюйма. Представляет собой гибкий пластиковый диск, покрытый ферромагнитным слоем и помещённый в защитный корпус из пластика. Считывание или запись данных с дискет производится посредством специального устройства - дисковода; в отечественной индустрии также использовался термин «накопитель гибких магнитных дисках
Второе поколение
В 60-х годах транзисторы стали элементной базой для ЭВМ второго поколения . Машины стали компактнее, надежнее, менее энергоемкими. Возросло быстродействие и объем внутренней памяти. Большое развитие устройства внешней (магнитной) памяти: магнитные барабаны, накопители на магнитных лентах. В этот период стали развиваться языков программирования высокого уровня. Составление перестало зависеть от конкретных моделей машины, сделалось проще, понятнее, доступнее.
В 1965 году начат выпуск семейства машин третьего поколения IBM-360 (США). Модели имели единую систему команд и отличались друг от друга объёмом оперативной памяти и производительностью.
В 1968 году сотрудник Стэндфордского исследовательского центра Дуглас Энгельбарт продемонстрировал работу первой мыши.
В 1969 году фирма IBM разделила понятия аппаратных средств (hardware) и программные средства (software). Фирма начала продавать программное обеспечение отдельно от железа, положив начало индустрии программного обеспечения.
29 октября 1969 года проходит проверка работы самой первой глобальной военной компьютерной сети ARPANet, связывающей исследовательские лаборатории на территории США.
Читайте также: