46

Раздел 3. Транспорт

В этом разделе изучаются темы: «Железнодорожный транспорт», «Велосипед, мотоцикл, автомобиль», «Водный транспорт».

После изучения тем следует ответить на вопросы для самопроверки и вопросы теста. Если при ответах на вопросы возникнут затруднения, то следует обратиться к пособию [2], в котором материалы изложены более подробно.

3.1. Железнодорожный транспорт

Вопросы, изучаемые в этой теме:

–появление рельсовых дорог;

–первые паровые повозки;

–рельсовый транспорт.

Предшественницей железной дороги была конно-чугунная рельсовая дорога. Идея рельсового пути возникла еще в XVI в. в горном деле. Первые вагонетки появились в Англии в 1786 г. На рудниках использовались деревянные рельсы, по которым перекатывались вручную вагонетки с рудой. Затем появляются подъездные пути на промышленных предприятиях. Для долговечности деревянные рельсы начали покрывать железом. Первые чугунные рельсы были использованы в Англии в 60-х гг. XVIII в. на горных предприятиях.

В1803 г. английский инженер Никсон применил рельсы из ковкого железа. Производство рельс освоено в Англии в 1820 г.

С появлением паровой машины предпринимались попытки использовать

еедля передвижения тележек по рельсовым путям. Им предшествовали попытки создать безрельсовый транспорт с паровым двигателем. В 1763 г. французский инженер Н.-Ж. Коньо построил (1715 – 1804 гг.) первую паровую повозку.

В80-х гг. XVIII в. в Англии У. Мердок (1754 – 1839 гг.) создал несколько паровых повозок с паровым двигателем на 3,5 атм.

47

Более успешны были работы по использованию паровых локомотивов на рельсовых путях. В 1803 г. шотландский инженер Ричард Тревитик (1771 – 1833 гг.) первым сконструировал паровой локомотив для рельсового пути и в 1804 г. провел его испытания на заводской железной дороге длиной 43 км в Южном Уэльсе. Паровоз перевозил 15 т со скоростью 5 миль в час. Масса паровоза составляла 6 т.

В1814 г. сконструировал и испытал первый паровоз Джордж Стефенсон (1781 – 1848 гг.), который окончательно решил проблему создания парового железнодорожного транспорта. В 1818 г. была построена железная дорога длиной 61 км между городами Стоктоном и Дарлингтоном, предназначенная для перевозки угля, а с 1825 г. – и пассажиров.

В1837 г. австрийский инженер Ф.А. Герстнер построил дорогу Петербург – Царское Село длиной 23 км и от Царского Села до Павловска длиной 4 км. Ширина колеи была принята 6 футов (1829 мм).

После открытия Царскосельской железной дороги началось проектирование и строительство железной дороги Петербург – Москва. В 1845 – 1846 гг. на Александровском чугунолитейном механическом заводе в Петербурге (ныне

–Пролетарский завод) были построены первые российские паровозы, пассажирские и грузовые вагоны для первого участка железной дороги Петербург – Москва (Петербург – Колпино). В 1851 г. было закончено сооружение двухколейной железной дороги Петербург – Москва.

Вэто время началось бурное строительство железных дорог во всем мире и возникла новая отрасль машиностроения – транспортное машиностроение.

Одновременно с паровозами происходило развитие и совершенствование вагонного парка, совершенствовались конструкции кузовов различного назначения, колесные тележки, рессорное подвешивание, сцепные и тормозные устройства и т.д.

Паровозы проработали на железных дорогах около 120 лет и в 60 – 70-х гг. их перестали эксплуатировать. Объяснение этому достаточно простое: общий КПД паровоза не превышает 10 % при эффективном КПД не выше 8 %.

48

Паровоз уступил место более экономичным и мощным электровозам и тепловозам (КПД тепловоза до 16 %, электровоза – до 19 %).

Рельсовый транспорт в XIX в. был использован и как городской общественный. В Санкт-Петербурге первая городская конно-железная дорога (конка) появилась в 1863 г. Поезд состоял из двух вагонов, вместимостью до 45 человек и шел от Николаевского (Московского) вокзала до Дворцового моста. К 1876 г. длина линий конки достигла 83 верст, поезда использовались, как правило, одновагонные. Первые попытки использования электротяги на транспорте относятся к XIX в.

ВРоссии первый трамвай был пущен в 1892 г. в Киеве, а затем в 1899 г.

–в Москве. К 1914 г. длина трамвайных линий Москвы составила 129 км. В Петербурге трамвай появился в 1907 г. В 1912г. длина путей электрического трамвая Петербурга составила уже 112 верст. С 1 сентября 1917 г. конка в Петрограде была упразднена, а несколько последних паровиков ходили до конца 20-х гг. от Александро-Невской Лавры до Обуховского завода. В дни блокады Ленинграда из-за дефицита электроэнергии паровики вновь были выведены на линии и проработали некоторое время, перевозя пассажиров и грузы.

Следует отметить, что, кроме трамвая, существуют еще два вида электрифицированного пассажирского рельсового транспорта: метро и монорельсовая дорога. Название «метро» заимствовано из французского языка, в англоязычных странах метро называют подземкой. Первая подземная железная дорога малого заложения глубиной 10... 15 м длиной 3,6 км с паровой тягой была построена в Лондоне в 1863 г. В 1868 г. метро начало работать в Нью-Йорке, в 1900 г. – в Париже, в 1935 г. – в Москве, в 1955 г. – в Ленинграде. Скорость движения поездов метро – около 100 км/ч.

Успешная эксплуатация электрического трамвая показала достоинства электротяги. При одинаковой с паровым локомотивом массе электровоз имеет мощность в 2...3 раза большую, чем паровой. Скорость движения также в 2...3 раза больше, что увеличивает пропускную способность дороги, ускоряет транспортировку грузов. Преимущества электротяги привели к ее использованию

49

там, где применение паровой тяги затруднено: тоннели, тяжелые профили (подъемы), частые остановки (пригородное движение), необходимость высокой пропускной способности.

В настоящее время широкое применение для пригородного пассажирского движения получили моторные электровагоны – электрички.

Но не все дороги электрофицированы. Поэтому успешно разрабатывались тепловозы с дизельными двигателями.

Широкое внедрение и объемный выпуск тепловозов в СССР был начат в 1956 – 1960 гг. Тепловозы имеют мощность 3...4 тыс.кВт и выпускаются с электро- и гидравлической трансмиссиями.

Стремление к повышению скорости движения вызвало создание газотурбовозов, имеющих большие мощности при сравнительно низкой собственной массе. Первые газотурбовозы были построены в США в начале 50-х гг. компаниями «Дженерал электрик» и «Америкен локомотив». Газотурбовозы работают на дешевом мазуте, имеют КПД 18 % и развивают скорость до 160...200 км/ч. В СССР первый газотурбовоз мощностью 3500 л.с. был построен на Коломенском заводе в 1959 г.

Перспективы развития железных дорог связаны с увеличением пропускной способности прежде всего за счет увеличения скорости движения подвижного состава при обеспечении безопасности движения. Основных препятствий для увеличения скорости движения два – недостаточная безопасность движения по традиционному железнодорожном пути и быстрое изнашивание колес и рельс. Перспективным решением можно считать подвижной состав на воздушной или магнитной подушках. В конце 1997 г. в Японии экспериментальный поезд на магнитной подвеске развил скорость уже 550 км/ч и, очевидно, это не предел.

3.2. Велосипеды, мотоциклы, автомобили

Вопросы, изучаемые в этой теме:

– первые велосипеды;

50

–появление мотоциклов;

–повозки с паровым двигателем;

–возникновение автомобилестроения.

Велосипеды и мотоциклы. Первый велосипед был построен в 1817 г.

немецким лесничим фон Драйсом. Это было двухколесное одноколейное устройство с деревянной скамейкой – сиденьем. Сидя на нем, можно было передвигаться, отталкиваясь от земли ногами. Устройство по имени автора получило название «дрезина». В 1836 г. англичанин Далсел приделал к дрезине подножки – педали. В 1869 г. француз Мишо сделал деревянный педальный велосипед – «паук» с приводным большим передним колесом и маленьким задним. Затем другой француз – Мажи сделал велосипед стальным, англичанин Каупер сделал колесо со спицами. Англичанин Дж. Старлей сделал велосипед с колесами одинакового диаметра. Наконец, в 1888 г. англичанин Дэнлоп сделал пневматические шины и велосипед окончательно приобрел современный вид.

После создания первого велосипеда возникла идея механического привода колес. В 1869 г. француз Перро установил маленькую паровую машину с котлом на велосипед Мишо. Машина называлась «Мишо-Перро» и была, по су-

ти, мотоциклом.

Врезультате опыта строительства мотоциклов к 20-м гг. XX в. мотоцикл приобрел свои характерные признаки: это двухколесное бескузовное одноили двухместное средство передвижения с трубчатой или коробчатой рамой и ДВС, установленным на раме между колесами; с передачей на заднее колесо и передним поворотным колесом, установленным с амортизатором.

Дальнейшее совершенствование мотоцикла шло по пути модернизации амортизаторов и, главное, двигателя.

В50-х гг. появилась и пользовалась популярностью городская модификация мотоцикла – мотороллер.

Автомобили. Предшественниками автомобиля, у которых была заимствована компоновка, подвеска колес, кузов и другие элементы, были экипажи,

51

перемещаемые лошадьми. В Древней Греции, Риме, в средние века существовали в основном грузовые повозки. До XVI в. для передвижения людей предпочитали верховую езду и только в XVI в. появились и получили широкое распространение пассажирские экипажи.

Ведущей страной по производству пассажирских экипажей с XVIII в. стала Англия.

Первыми самодвижущимися экипажами стали повозки с паровыми двигателями. В 30-х гг. XIX в. только в Англии эксплуатировались уже около сотни паромобилей. Наиболее совершенные паровые дилижансы передвигались со скоростью до 30 км/ч. Их эксплуатация в Англии продолжалась до 1865 г., когда английский Парламент издал закон об ограничении скорости дорожных локомотивов: на загородных дорогах – 6,5 км/ч, в населенных пунктах – 3,5 км/ч, причем перед локомотивом должен был идти человек с флажком.

Несмотря на многочисленные усовершенствования, паровой автомобиль оставался неудобным для эксплуатации и широкого распространения не получил. Пуск парового автомобиля требовал много времени и большого умения машиниста. Паровая машина была недостаточно надежна и недоступна массовому потребителю. Вследствие этих недостатков паромобиль уступил место автомобилю с ДВС. Тем не менее, паромобиль доказал возможность механического передвижения. От него осталось и слово «шофер» – в переводе с французского – «кочегар».

Создание быстроходного средства передвижения по дорогам стало возможно с изобретением бензинового карбюраторного двигателя. Создав двигатель, Г. Даймлер в 1885 г. построил сначала одноместную моторную коляску. В 1886 г. двухместный автомобиль Даймлера развил скорость 18 км/ч. Одновременно с Даймлером Бенц построил трехколесный автомобиль, развивавший скорость до 15 км/ч.

Возникла новая отрасль машиностроения – автомобилестроение. В 1890 г. Даймлер основал компанию по производству автомобилей и начал выпускать автомобили. В 1896 г. был построен завод Бенца. Крупносерийное

52

производство массового автомобиля было организовано Г.Фордом (1863 – 1947 гг.) в Детройте в 1903 г.

Автомобиль стал общедоступным средством передвижения. Во всех промышленных странах возникали компании по производству автомобилей.

Известными конструкторами того времени были: Д. Бьюик (1855 – 1920 гг.), Л. Рено (1877 – 1944 гг.), А. Ситроен (1878 – 1935 гг.), Ф. Порше (1875 – 1951 гг.), Г. Ройс (1881 – 1910 гг.), Г. Форд, Г. Шевроле (1878 – 1941 гг.), Э. Бугатти (1881 – 1947 гг.), Д. Додж (1864 – 1920 гг.).

В СССР выпуск автомобилей начался в 1924 г., но история автомобиля в России началась задолго до этого. Первым заводом, у которого автомобили стали основной продукцией, был завод И.П. Пузырева в Новой Деревне СанктПетербурга (1909 г.). В 1911 г. завод выпустил свою первую машину. Всего завод выпустил 30 автомобилей. Однако автомобильной промышленности в России не было. Производство автомобилей велось кустарными методами и ни один завод не мог выпускать автомобили серийно.

Первый советский автомобиль собственной конструкции был разработан НАМИ. Конструктором легковой машины был К.А. Шарапов (1899 – 1980 гг.). В 1927 – 1930 гг. было выпущено 403 автомобиля НАМИ-1. Во время первой пятилетки был построен Горьковский и реконструированы заводы Ярославский и АМО. Реконструкция предусматривала массовое производство автомобилей.

Перед Великой Отечественной войной автопромышленность выпускала автомобили отечественной разработки всех видов, удовлетворяя потребности страны. После войны одной из первых моделей автомобилей стала модель легкового автомобиля ГАЗ-М-20 «Победа», разработанная под руководством главного конструктора ГАЗ А.А. Липгарта (1898 – 1980 гг.) в 1944 г.

Конструкция автомобилей постоянно изменяется, и во всем мире ведутся работы по ее совершенствованию. Главное направление – создание экологически чистого автомобиля, не выбрасывающего в атмосферу окись углерода и других вредных веществ.

53

3.3. Водный транспорт

Вопросы, изучаемые в этой теме:

–первые пароходы;

–использование дизелей на теплоходах;

–суда на подводных крыльях.

Перемещаться по воде человек научился, используя плоты, еще в первобытный период. Затем он стал строить простейшие лодки. В рабовладельческом обществе начало развиваться морское дело.

Самыми древними считаются лодки и суда древнего Египта. Плоты и лодки из дерева и папируса могли совершать далекие морские путешествия. Первыми начали строить торговые морские суда жители острова Крит. Они применили киль и шпангоуты для увеличения прочности корпуса. Для движения судна критяне использовали как весла, так и прямоугольный парус. В XVII

– IV вв. до н.э. Крит был первой морской державой Средиземного моря. Несмотря на определенные достижения в XVIII в., создать судно лучше

парусного не удалось из-за несовершенства движителей, паровых машин и недостаточности теоретических расчетов. Флот оставался парусным и деревянным.

Первым практически пригодным пароходом явился колесный пароход Р. Фултона (1765 – 1815 гг.). Первый пароход Фултона, построенный в 1803 г., ходил по реке Сене в Париже, развивая скорость 5 км/ч. Затем Фултон уехал в США и в 1807 г. построил колесный пароход с машиной Уатта. Длина парохода была 43 м, ширина 4,3 м, мощность паровой машины 20 л.с., водоизмещение 79 т.

В России первый пароход построен в 1815 г. Он начал регулярные рейсы между Петербургом и Кронштадтом.

Несмотря на применение паровых машин, до конца XIX в. на пароходах сохранялось и при необходимости использовалось парусное вооружение. В 1822 г. было построено паровое полностью железное судно, но массовое строительство железных судов началось только в 50-х гг. XIX в. Морские суда до кон-

54

ца 50-х гг. строились с гребными колесами. Однако для морского флота колесо мало пригодно, так как оно часто ломалось волнами. Гребное колесо сохранилось на речных судах, но на морских судах было заменено гребным винтом.

Дальнейшее совершенствование судов связано с использованием на судах паровых турбин. Первое судно с турбиной Ч. Парсонса мощностью 2000 л.с. «Турбиния» было построено в 1894 г. Оно развивало скорость 32 узла.

Одновременно с техникой судостроения развивалась теория корабля. Выдающимися теоретиками судостроения были адмирал С.О. Макаров (1848 – 1904 гг.) – теория непотопляемости корабля, академик А.Н. Крылов (1863 – 1945 гг.) – теория мореходных качеств и другие.

Дальнейшее развитие судостроения связано с совершенствованием энергоустановок судов. С развитием дизелестроения на судах появились мощные дизели, судно становится теплоходом. Дизели и в конце XX в. остаются основным видом судового двигателя.

С 50-х г. XX в. на судах стали использовать газотурбинные двигатели. Одновременно с этим 50-е гг. ознаменовались появлением на судах атомных энергоустановок. Атомные энергоустановки используются на судах с суммарной мощностью на гребных валах более 14500 кВт. КПД их доходит до 35 %. В 1955 г. в США была спущена на воду первая атомная подводная лодка «Наутилус». В 1957 г. спущен на воду в СССР первый атомный ледокол «Ленин». Он безотказно прослужил более 30 лет (до 1994 г.).

Судостроение и водный транспорт развивались в нескольких направлениях, отличавшихся своими целями: дальние морские и океанские перевозки грузов и пассажиров, прибрежное (каботажное) плавание, речные перевозки.

Развитие авиации изменило характер пассажирского океанского транспорта – он превратился в круизный, для которого главным является не скорость, а комфорт. Одновременно еще большее распространение получили грузовые суда, осуществляющие межконтинентальные океанские и морские перевозки. В 60 – 70-х гг. появились специализированные суда – сухогрузы, танкеры, контейнеровозы, газовозы для перевозки сжиженного газа.

55

В 50-е гг. речной транспорт получил суда на подводных крыльях, имеющие скорость до 100 км/ч. В этих судах подводное крыло при движении поднимает корпус судна над водой, резко уменьшая сопротивление воды движению. Идея судна на подводных крыльях была запатентована в 1891 г. в России инженером Шарлем де Ламбером. В 1957 г. было создано первое серийное речное судно на подводных крыльях «Ракета». Суда на подводных крыльях достигли скорости 100... 130 км/ч. Однако дальнейшему увеличению скорости препятствует «кавитационный барьер» – появление кавитации на крыле. Это привело к созданию скоростных теплоходов на воздушной подушке, в которых корпус судна поднимается над водой за счет слоя сжатого воздуха под корпусом, созданного специальными нагнетателями.

Идея судна на воздушной подушке была высказана еще в XVIII в. шведом Э. Сведенборгом, опередившим возможность создания таких судов на два века. Теория судов была разработана, в основном, К.Э.Циолковским в 1927 г., но первое судно было построено и испытано в СССР только в 1935г.

Вопросы для самопроверки

1.Что представляли собой конки?

2.Когда появились первые трамваи в России?

3.Каким образом приводились в движение первые велосипеды?

4.Какие двигатели использовались для первых самодвижущихся экипажей?

5.Какие скорости развивали первые автомобили?

6.Назовите имена известных конструкторов и организаторов производства автомобилей?

7.Когда и где появился первый пароход?

8.Какая энергоустановка используется на теплоходах?

9.Когда появились суда на подводных крыльях и в чем их особенность?

56

Раздел 4. Электроника

В этом разделе изучаются темы: «Радио, телевидение», «Вычислительная техника».

После изучения тем необходимо ответить на вопросы для самопроверки и вопросы теста. Если при ответах возникают затруднения, то следует обратиться к литературе, рекомендованной в рабочей программе для изучения соответствующих тем.

3.1. Радиотехника и радиоэлектроника

Вопросы, изучаемые в этой теме:

–возникновение радиотехники;

–создание радиоэлектроники.

Возникновение радиотехники. В 1886 г. немецкий физик Г. Герц (1857 – 1894 гг.) экспериментально доказал явление получения электромагнитных волн.

А.С. Попов в 1889 г. высказал предположение о возможности электромагнитной передачи сигналов на расстояние.

В 1894 г. он добился приема сигналов на расстоянии нескольких метров. Использовав антенну, Попов получил возможность регистрировать грозовые разряды на расстоянии нескольких километров. В начале 1895 г. Попов сконструировал первый радиоприемник, который был продемонстрирован 7 мая 1895 г. на заседании Русского физико-химического общества. На основе этого приемника летом 1895 г. был построен «грозоотметчик» с автоматической записью атмосферных разрядов на бумажную ленту, который работал на метеостанции Лесного института Петербурга.

24 марта 1896 г. А.С. Попов продемонстрировал уже приемную радиостанцию с записью сигналов на ленту телеграфного аппарата С. Морзе. На расстоянии 250 м было принято два слова – «Генрих Герц».

57

В это время Попов служил в военно-морских минных классах и Морское министерство запрещало разглашение технических подробностей изобретения. В итоге Попов не взял патента на изобретение.

Значительную роль в развитии радиотехники сыграл Г. Маркони (1874 – 1937 гг.). Летом 1896 г. в печати появились сообщения об изобретении Г. Маркони беспроволочного телеграфирования. Предприимчивый итальянец 2 июня 1896г. получил патент на устройство беспроволочного телеграфа, которое воспроизводило аппарат Попова.

Несмотря на успешные опыты Попова и их практическое значение в России не принималось никаких мер для организации производства радиоаппаратуры. В 1900 г. в знак признания заслуг в создании радио А.С. Попову была присуждена Большая золотая медаль Международной промышленной выставки в Париже.

Разработки радиоаппаратов обеспечили их широкое внедрение. С 1901 г. все морские суда стали оснащаться радиопередатчиками. В 1911 г. радиопередатчик впервые установили на самолет (Англия, Бэкер). Росла и дальность радиопередач. В 1911 г. была достигнута радиосвязь на 10000 км.

Создание радиоэлектроники. Следующий этап развития радиотехники связан с появлением электроники. Электроника – область электротехники, занимающаяся созданием устройств для управления токами путем воздействия на потоки электронов в электронных лампах.

Испускание электронов раскаленной нитью – термоэлектронная эмиссия

– было открыто Эдисоном в 1883 г. Это явление изучали Ю. Эльстер, Г. Гейтель и другие. На базе этих исследований началось создание различных электронных ламп.

В 1916 г. были освоены методы изготовления глубоковакуумных электронных радиоламп и они стали основным элементом радиопередающих и приемных устройств. Одновременно с развитием ламповых радиостанций совершенствовались и радиоприемники. Разработка усилителей позволила перейти к громкоговорящим приемникам.

58

В1920 – 1922 гг. началось развитие радиовещания в СССР, США, Франции и Англии. В 50 – 60-е гг. совершился переход радиотехники на полупроводниковые диоды и триоды. Полупроводники позволили резко сократить размеры радиоаппаратуры и энергопотребление, повысив одновременно ее надежность. Они практически полностью вытеснили вакуумные радиолампы.

Вконце XX в. радиосвязь приобрела глобальный характер и широко используется в разнообразных целях: для передачи радиовещания, телефонной, телеграфной, фототелеграфной, телевизионной, метеорологической и прочей информации. Особое место заняла спутниковая и космическая радиосвязь.

3.2. Вычислительная техника

Вопросы, изучаемые в этой теме:

–история создания механических вычислительных устройств;

–ЭВМ 1 – 5-го поколений;

–использование электронных машин в машиностроении.

Механические вычислительные устройства известны еще с XVII в. В 1645 г. Блез Паскаль впервые построил суммирующую машину, усовершенствованную в 1694 г. Г. Лейбницем.

Изобретателем первой механической вычислительной машины, предложившим в 1823 г. структуру автоматического вычислителя, считается английский математик Чарльз Бэббидж. Структуру его вычислителя составляли те же основные устройства, что и структуру современных компьютеров. Это объясняется неизменностью идей, заложенных в основу вычислителя Ч. Бэббиджа и современной ЭВМ, как универсального средства для обработки информации без ориентации на решение конкретной задачи.

В 1874 г. В.Т. Однер разработал арифмометр, а в 1878 г. П.Л. Чебышев сделал устройство для выполнения четырех арифметических действий. Первая математическая машина для интегрирования дифференциальных уравнений

59

была создана А.Н. Крыловым в 1912 г. в Петербурге. В 1944 г. были построены ряд электромеханических машин (например, «Марк-1»), в которых использовались элементы техники счетно-аналитических машин с использованием перфокарт. Они могли решать достаточно сложные задачи, но были тихоходны.

Большой временной разрыв между возникновением идеи универсальной вычислительной машины (первая четверть XIX в.) и ее широким техническим воплощением (середина XX в.) обусловлен отсутствием элементной базы, т.е. тех своеобразных «кирпичиков», из которых строится «здание» современной ЭВМ. Появление электронно-вакуумной лампы и исследование ее свойств позволили реализовать идею создания ЭВМ, первая из которых появилась в 1946 г. в США и имела название ЭНИАК (Elektronic Numerical Integrator and Calculator). С этого начинается время создания поколений современных ЭВМ. Под поколением ЭВМ понимают все типы и модели ЭВМ, построенные на одних и тех же научнотехнических принципах, независимо от места разработки (страны, фирмы и т.д.). Теория современных математических машин создана Норбертом Винером.

Первое поколение ЭВМ (середина 40-х – середина 50-х гг.) имело элементную базу в виде электронно-вакуумных ламп. Программирование осуществлялось в коде машины и требовало работы математика-программиста за пультом. Ввод данных осуществлялся с перфокарт. Машина была громоздка и имела массу 30 т. Второе поколение ЭВМ (середина 50-х – середина 60-х гг.) в качестве активных элементов имело полупроводниковые приборы (транзисторы и диоды). Быстродействие ЭВМ этого поколения – 1 млн операций в секунду. Программирование осуществлялось на алгоритмических языках. Эксплуатация существенно упростилась: при выходе из строя элементов заменялась отдельная плата. Возможным стал пакетный режим, когда все программы вводятся в ЭВМ подряд друг за другом. В третьем поколении ЭВМ (середина 60-х- середина 70-х гг.) в качестве элементной базы были применены интегральные схемы – электронные схемы, реализующие определенные функции. Они появились в 1962 г., выполнялись на полупроводниковой пластине кремния площадью 1 мм2 и содержали десятки транзисторов, диодов, резисторов и конденса-

60

торов. Был реализован принцип программной совместимости, когда программы, разработанные для одной ЭВМ, могли быть использованы для других ЭВМ той же серии. Первая ЭВМ на интегральных схемах была создана в США фирмой IВМ в 1965 г. (IВМ-360). Быстродействие ЭВМ третьего поколения – сотни тысяч – миллионы операций в секунду. ЭВМ четвертого поколения (середина 70-х гг. до настоящего времени) создаются на основе больших интегральных схем (БИС). БИС содержит десятки – сотни тысяч элементов на одном кристалле. На базе БИС удалось создать микропроцессор (часть компьютера, включающая арифметически-логическое устройство и устройство управления). Появились персональные ЭВМ (ПЭВМ), ориентированные на индивидуальную работу пользователя. Появились также возможности создания сети ЭВМ – нескольких удаленных друг от друга ЭВМ, соединенных между собой специальной линией связи для обмена информацией и решения совместных задач.

Пятое поколение ЭВМ – перспективное, находится в стадии разработки. Массовое производство и внедрение в практику персональных компьютеров началось с 1977 г. и связано с именем основателя и руководителя фирмы

«Эпл компьютер» (Appl Computer) Стива Джобса.

ЭВМ используются как вычислительные системы для решения теоретических задач, управления, задач автоматизации и подготовки технологических процессов. Широкое применение для управления технологическими машинами находят микропроцессоры (МП) с программируемой логикой. Программа, по которой должен работать МП, хранится в имеющемся в микропроцессорной системе запоминающем устройстве. Возможность построения МП появилась в связи с созданием совершенной технологии изготовления интегральных схем. На базе МП строятся микроЭВМ и микроконтроллеры. Микроконтроллер (или просто контроллер) является устройством логического управления, основные функции которого выполняет МП.

Совершенствование программного управления, при котором стало возможным осуществлять ввод и смену управляющей информации на рабочем месте, привело к созданию систем числового программного управления (ЧПУ).

61

Перспективы развития вычислительной техники состоят, по-видимому, в использовании оптических элементов в сочетании с электронными; использовании принципов построения ЭВМ, аналогичных живому мозгу; дальнейшей микроминиатюризации при повышении быстродействия и объема памяти, использовании эвристических программ, дальнейшем упрощении методов общения оператора и ЭВМ.

Вопросы для самопроверки

1.Радиосвязь. Заслуги Г.Герца, А.С. Попова, Г. Маркони.

2.Когда появились ламповые радиоприемники?

3.Что пришло на смену вакуумным радиолампам?

4.Почему между возникновением идеи универсальной вычислительной машины и ее техническим воплощением прошло более ста лет?

5.Каковы особенности различных поколений ЭВМ?

6.Каковы перспективы развития вычислительной техники?

62

Заключение

История техники – один из аспектов истории человеческого общества, история познания законов природы и их использования.

Основная цель дисциплины «История техники» – показать непрерывность развития человеческой мысли и воплощение ее в материальном виде – машинах и технических системах. Созданная человеком для удовлетворения своих потребностей техника изменила образ жизни человека, стала неотъемлемой ее частью. Однако человек не всегда умеет рационально распорядиться им же созданной техникой и создает проблемы глобального экологического и социального характера. История техники должна научить помнить, что цель технического прогресса – обеспечение достойной жизни человека.

Важная задача дисциплины – напомнить имена творцов техники – ученых и инженеров – создателей современной цивилизации, показать историю основных направлений машиностроения и их состояние в начале XXI века. Техника развивается трудами ученых и инженеров всех технически развитых стран. Вклад в это развитие граждан нашей страны неоспоримо велик.

История техники необъятна.