История развития средств вычисления. Этапы развития.

1. Простейшие вычислительные инструменты

Счетная бирка

Абак- доска(был до 18 века в Европе)

Счеты-граница 16-17 веков

Логарифмическая линейка

2. Механические счетные устройства с 17 века.

1642- Блез Паскаль- «Паскалин»- механическое устройство, которое позволяет суммировать и вычитать пятиразрядные числа.

1673- Г.Лейбниц придумал машину, которая позволяла производить все 4 арифметические операции: умножение, деление, сложение, вычитание. На основе изобретения Лейбница был изобретен арифмометр.

1874- Однер изобрел новую конструкцию арифмометра.

У них у всех арифмометры выполняли определенное количество действий. Арифмометры обеспечивали механизацию, но не автоматизацию вычислений.

Ч.Бэббидж предложил проект аналитической машины. В 1823 он изготовил разностную машину для вычисления астрономических и навигационных таблиц.

В 1833 Бэббидж изготовил аналитическую машину, которая перепрограммировалась под определенные действия. Устройство для хранения чисел он предложил назвать склад, а вычислительный блок- мельницей. Склад может иметь около 1000 значений причем, каждое из них пятиразрядное число.

Он создал первоначально лишь часть машины, которая предназначалась для вычисления дифференциальных уравнений.

Характерные особенности:

1. автоматическое выполнение операций;

2. возможность изменения программ;

3. использование памяти для хранения данных во время вычислений.

3. Электромеханические счетные машины (конец 19 начало 20 веков).

Начинает использоваться электрический привод в арифмометрах.

1880- Табулятор (Хамрит)- сложение чисел (используется в Америке при переписи населения).

Устройства работы с перфоментами и перфокартами.

1938 K.Zuse – машина Z3- используется электромеханическое реле которое использовалось в научных расчетах.

В 1941 машина Z3 была усовершенствована.

В 1943 была изобретена машина Mark I.

4. Электронно- вычислительные машины.

АВС 1939-1942- обладала памятью на 50 слов, каждое слово по 50 бит.

Предназначалась для решения систем линейных уравнений. В качестве вторичной памяти использовались перфокарты. В качестве первичной- восстановительные конденсаторы.

I поколение ЭВМ (1943- 1954)- электрические лампы и электромагнитные реле.

ENIAG- универсальный цифровой интегратор. Процесс программирования заключался в непосредственном установлении коммутационных шнуров.

Colossus- британский проект 1943 года. Был изобретен для военных целей. Colossus производил дешифровку сообщений.

1947- малая электрическая счетная машина МЭСМ. Разрабатывалась под руководством академика Лебедева. Основным достижением была разработка основных принципов построения ЭВМ известная как архитектура фон Неймана.

II поколение ЭВМ 1955- 1964 г.г.

Основная особенность- замена электронной базы- вместо ламп полупроводниковые приборы- транзисторы.

Размеры машин уменьшились, быстродействие возросло (около нескольких сотен тысяч операций в секунду). Стали использоваться первые алгоритмические коды, а не машинные коды: Algol, Fortran, Cobol.

III поколение ЭВМ 1965-1970г.г.

Переход к использованию в качестве элементной базы интегральных микросхем. Первые микросхемы представляли собой 7 элементов, они выполняли функции триггеров. Теперь ЭВМ становятся более доступными по цене.

В этот период начинается активное теоретические разработки в области создания языков программирования, компиляции, баз данных. В этот период было введено понятие байта, начинают разрабатываться пакеты прикладных программ, выпускаются семейства ЭВМ- общие архитектурные решения, интерфейсы, форматы данных, обладающие программной совместимостью.

IBM 360, PDP-11- первые 16-ти разрядные семейства. Также в этот период выпускаются периферийные устройства, имеющие стандартные разъемы.

IV поколение ЭВМ 1971- н.в.

Большие и сверх большие интегральные схемы. БИС- 10 тысяч транзисторов. СБИС- 100 тысяч транзисторов. Произодительность-1 млн. операций в секунду.

Начинают создаваться микроЭВМ (персональный компьютер)- ЭВМ с использованием микропроцессора.

1-й микропроцессор был изобретен в 1971 г. Inte 4004. Успех пришел с Inte 8080 и 8086. Основное преимущество данных микропроцессоров- низкая стоимость.

В 1981 г. был выпущен 1-й серийный компьютер компании IBM PC.

1984 г.- вычислительные системы и сети ЭВМ. В них используются несколько ЭВМ или процессоров, объединенных одной целью. Они являются средством реализации идей параллельных вычислений.