История развития компьютера

ПЛАН 

Введение.

1. История развития компьютера.
2. Задачи.

Заключение.

Введение.

Компью́тер (англ. computer — «вычислитель») — многозначный термин, наиболее часто употребляется в качестве обозначения программно управляемого электронного устройства обработки информации.

Впервые трактовка  слова компьютер появилась в 1897 году в Оксфордском английском словаре. Его составители тогда понимали компьютер как механическое вычислительное устройство. В 1946 году словарь пополнился дополнениями, позволяющими разделить  понятия цифрового, аналогового  и электронного компьютеров.

1.История развития компьютера.

История развития вычислительной техники уходит корнями  в глубокую древность. В древности  использовались различные средства для счета и одними из них были китайские счеты суан-пан, в основе которой была пятерка, а не десятка.

До римлян абак представлял собой деревянные доски  и в качестве счета использовались камешки и песок, римляне же усовершенствовали  его, сделав абак мраморным, на нем вытачивали желобки для мраморных шариков.

Ну а русские  счеты, до сих пор можно увидеть  в пользовании, хотя все реже и  реже, скорее это привычка, выработанная годами или боязнь перед современной  вычислительной техникой.

По истечении  многих лет, в 1642 году, французским математиком  Блезом Паскалем была изобретена первая в мире счетная машина. Построенная  на основе зубчатых колес, эта машина могла складывать десятичные числа. Высказывание Паскаль о своей  машине звучит так: "арифметическая машина производит действие, приближающееся к мысли больше, чем все, что  делают животные".

А в 1673 году, немецким математиком Лейбницем, была создана  первая арифметическая машина, которая  могла выполнять простейшие арифметические действия: сложение, вычитание, умножение  и деление, ставшая впоследствии прототипом арифмометров. Арифмометры, начиная с 1820, производятся серийно  и ими пользовались до 1960-х годов.

В 1823 году английский математик Чарльз Беббидж, выдвинул идею создания универсальной счетной машины на основе программы. В проекте машины содержались  основные устройства вычислительных машин: устройство управления, , арифметическое устройство, устройство ввода и печати, память.

Воплощение данного  проекта так и не было завершено, хотя и реализовывался он на протяжении 70 лет. Тем не менее для таких  машин создаются вычислительные программы и одной из первых женщин-программисток  по праву считается Ада Лавлейс, герцогиня и дочь Джона Байрона. Язык программирования Ада был назван в честь нее.

Сложность сборки, механический износ деталей все  это повлияло на то, что проект Беббиджа, который опережал технические возможности  того времени, невозможно было реализовать. Счетную машину на основе программы, а именно на основе электромеханического реле, было создано спустя 100 лет, в 1940-х  годах. При проектировании электромеханических  счетных машин использовался  аппарат математической логики.

В 40-х годах  начался бурный прогресс технических  и научных изобретений в промышленности и в вычислительной технике. Не успели начать серийный выпуск электромеханические  счетные машины, как появились  первые ЭВМ (электронная вычислительная машина), в которых логические элементы были реализованы на основе радиоламп.

Первая электронная  вычислительная машина "ЭНИАК" была создана в США после второй мировой войны, в 1946 году. В группу создателей этой первой ЭВМ входил один из самых выдающихся ученых 20 века - Джон фон Нейман. Благодаря ему современные ЭВМ состоят из процессора, арифметического устройства, устройств ввода-вывода и памяти для хранения данных и программ.

Одновременно  над проектами электронных вычислительных машин работали в Англии, где первая универсальная ЭВМ появилась  в 1949 году, и в СССР, где первая электронно-вычислительная машина, получившая название МЭСМ (малая электронно-счетная  машина), была разработана в 1950 году, а первая советская большая ЭВМ - БЭСМ появилась в 1952 году.

Первые компьютеры представляли собой очень большие  устройства. Для одного компьютера требовалась комната, внушительных размеров заставленная шкафами с  электронным оборудованием. Компьютеры работали на электронных лампах, которые  были больших размеров и к тому же немало стоили. В те времена компьютеры были доступны только крупным компаниям  и учреждениям.

Компьютеры обслуживал целый штат инженеров, необходимо было нужным образом подсоедитить многочисленные провода, на что уходило много  времени.

В 1948 г. былы изобретены транзисторы - миниатюрные электронные  приборы, которые заменили в компьютерах  электронные лампы, что в свою очередь позволило намного уменьшить  габариты компьютеров. А с тех  пор, как в середине 50-х годов  были найдены очень дешевые способы  производства транзисторов, появились  компьютеры в сотни раз меньше ламповых компьютеров такой же производительности.

Единственная  часть компьютера, где транзисторы  не смогли заменить электронные лампы, - это блоки памяти, но там вместо ламп стали использовать изобретенные к тому времени схемы памяти на магнитных сердечниках.

В середине 60-х  годов появились и значительно  более компактные внешние устройства для компьютеров, что позволило  фирме Digital Equipment выпустить в 1965 г. первый мини-компьютер PDP-8.

Ада Лавлейс.

Авгу́ста А́да Кинг (урождённая Ба́йрон), графиня  Ла́влейс (англ. Augusta Ada King Byron, Countess of Lovelace, обычно упоминается просто Ада Лавлейс (10 декабря 1815, Лондон, Великобритания — 27 ноября 1852, там же) — английский математик. Известна прежде всего созданием описания вычислительной машины, проект которой был разработан Чарльзом Бэббиджем. Составила первую в мире программу (для этой машины). Ввела в употребление термины «цикл» и «рабочая ячейка», считается первым программистом.

В честь Ады Лавлейс.

В 1975 году Министерство обороны США приняло решение о начале разработки универсального языка программирования. Министр прочитал подготовленный секретарями исторический экскурс и без колебаний одобрил и сам проект, и предполагаемое название для будущего языка — «Ада». 10 декабря 1980 года был утверждён стандарт языка.

Сложность сборки, механический износ деталей все это повлияло на то, что проект Беббиджа, который опережал технические возможности того времени, невозможно было реализовать. Счетную машину на основе программы, а именно на основе электромеханического реле, было создано спустя 100 лет, в 1940-х годах. При проектировании электромеханических счетных машин использовался аппарат математической логики.

В 40-х годах  начался бурный прогресс технических  и научных изобретений в промышленности и в вычислительной технике. Не успели начать серийный выпуск электромеханические  счетные машины, как появились  первые ЭВМ (электронная вычислительная машина), в которых логические элементы были реализованы на основе радиоламп.

Первая электронная  вычислительная машина "ЭНИАК" была создана в США после второй мировой войны, в 1946 году. В группу создателей этой первой ЭВМ входил один из самых выдающихся ученых 20 века - Джон фон Нейман. Благодаря ему  современные ЭВМ состоят из процессора, арифметического устройства, устройств  ввода-вывода и памяти для хранения данных и программ.

Одновременно  над проектами электронных вычислительных машин работали в Англии, где первая универсальная ЭВМ появилась  в 1949 году, и в СССР, где первая электронно-вычислительная машина, получившая название МЭСМ (малая электронно-счетная  машина), была разработана в 1950 году, а первая советская большая ЭВМ - БЭСМ появилась в 1952 году.

Первые компьютеры представляли собой очень большие  устройства. Для одного компьютера требовалась комната, внушительных размеров заставленная шкафами с  электронным оборудованием. Компьютеры работали на электронных лампах, которые  были больших размеров и к тому же немало стоили. В те времена компьютеры были доступны только крупным компаниям  и учреждениям.

Компьютеры обслуживал целый штат инженеров, необходимо было нужным образом подсоедитить многочисленные провода, на что уходило много  времени.

В 1948 г. былы изобретены транзисторы - миниатюрные электронные  приборы, которые заменили в компьютерах  электронные лампы, что в свою очередь позволило намного уменьшить  габариты компьютеров. А с тех  пор, как в середине 50-х годов  были найдены очень дешевые способы  производства транзисторов, появились  компьютеры в сотни раз меньше ламповых компьютеров такой же производительности.

Единственная  часть компьютера, где транзисторы  не смогли заменить электронные лампы, - это блоки памяти, но там вместо ламп стали использовать изобретенные к тому времени схемы памяти на магнитных сердечниках.

В середине 60-х  годов появились и значительно  более компактные внешние устройства для компьютеров, что позволило  фирме Digital Equipment выпустить в 1965 г. первый мини-компьютер PDP-8. 
 

3.Задачи. 

Интегральные  микросхемы

Производство  транзисторов было очень трудоемким процессом. Они изготовлялись по отдельности, и при сборке схем их приходилось соединять и спаивать вручную. В 1958 г. Джек Килби придумал, как на одной пластине полупроводника получить несколько транзисторов.

В 1959 г. Роберт Нойс изобрел более совершенный метод, позволивший создавать на одной  пластине и транзисторы, и все  необходимые соединения между ними.

Такие электронные  схемы стали называться интегральными  схемами или чипами. Изобретение  интегральных схем стало главным  шагом на пути к миниатюризации компьютеров.

В дальнейшем количество транзисторов, которое удавалось  разместить на единицу площади интегральной схемы, увеличивалось приблизительно вдвое каждый год. В 1968 г. фирма был  выпущен первый компьютер на интегральных схемах, а в 1970 г. фирма Intel начала продавать  интегральные схемы памяти.

Тогда же был  сделан еще один важный шаг на пути к персональному компьютеру - Маршиан  Эдвард Хофф сконструировал интегральную схему, аналогичную по своим функциям центральному процессору большой ЭВМ. Так появился первый микропроцессор Intel-4004, который был выпущен в  продажу в конце 1970 г. Конечно, возможности Intel-4004 были куда скромнее, чем у центрального процессора большой ЭВМ, он работал  гораздо медленнее и мог обрабатывать одновременно только 4 бита информации.

Но он продолжал  совершенствоваться и в 1973 г. фирма Intel уже выпустила 8-битовый микропроцессор Intel-8008, а в 1974 г. - его усовершенствованную  версию Intel-8080, которая до конца 70-х  годов стала стандартом для микрокомпьютерной  индустрии.

Первоначально эти микропроцессоры использовались только электронщиками-любителями и  в различных специализированных устройствах. Но в 1974 г. несколько фирм объявили о создании на основе микропроцессора Intel-8008 компьютера, т.е. устройства, выполняющего те же функции, что и большая ЭВМ. В начале 1975 г. появился первый коммерчески  распространяемый компьютер Альтаир-8800, построенный на основе микропроцессора Intel-8080.

Несмотря на такие недостатки, как маленькая  оперативная память (всего 256 байт), отсутствие клавиатуры и экрана, его  появление было встречено с большим  энтузиазмом. В первые же месяцы было продано несколько тысяч комплектов машины.

Покупатели снабжали его дополнительными устройствами: монитором для вывода информации, клавиатурой, блоками расширения памяти и т.д. Вскоре эти устройства стали  выпускаться другими фирмами.

В конце 1975 г. Пол  Аллен и Билл Гейтс создали  для компьютера "Альтаир" интерпретатор  языка Basic, что позволило пользователям  достаточно просто общаться с компьютером  и легко писать для него программы. Это облегчило обращение с  компьютером и стало еще одной  вехой на пути к популярности ПК.

Многие фирмы  занялись производством персональных компьютеров. Стали издаваться периодические  издания, посвященные вычислительным машинам. ПК стали продаваться с  клавиатурой и монитором, спрос  на них составил сотни тысяч штук в год. Росту объема продаж весьма способствовали многочисленные полезные программы, разработанные для деловых  применений. Появились и коммерчески  распространяемые программы, например в 1978г. появилась программа для  редактирования текстов WordStar.

С помощью таких  программ стало возможно значительно  эффективнее выполнять бухгалтерские  расчеты, составлять документы и  т.д. В результате оказалось, что  для многих организаций необходимые  им расчеты стало возможно выполнять  не на больших ЭВМ или мини-ЭВМ, а на персональных компьютерах, что  делало ПК выгодным и быстро окупаемым  вложением капитала, так как они  были значительно дешевле.

Рост спроса на персональные компьютеры к концу 70-х годов привело к некоторому снижению спроса на большие ЭВМ и  мини-ЭВМ. Это стало предметом  серьезного беспокойства фирмы IBM (International Business Machines Corporation) - ведущей компании по производству больших ЭВМ, и в 1979 г. фирма IBM решила попробовать выпустить  персональный компьютер.

Руководство фирмы  не рассматривало это как серьезный  проект, а всего лишь как мелкий эксперимент, нечто вроде одной  из десятков по созданию нового оборудования. Чтобы не тратить на этот эксперимент  слишком много денег, руководство  фирмы позволило подразделению, ответственному за данный проект не конструировать персональный компьютер с нуля, а  использовать блоки, изготовленные  другими фирмами. И это подразделение  сполна использовало предоставленный  шанс.

В качестве основного  микропроцессора компьютера был  выбран новейший тогда 16-разрядный  микропроцессор Intel-8088. Его использование  позволило увеличить потенциальные  возможности компьютера, так как  новый микропроцессор позволял работать с 1 Мбайтом памяти, в отличии от всех имевшиеся тогда компьютеров, которые были ограничены 64 Кбайтами. В компьютере были использованы и  другие комплектующие различных  фирм, а его программное обеспечение  было поручено разработать небольшой  фирме Microsoft.

В августе 1981 г. новый компьютер под названием IBM PC был официально представлен  широкой публике. Проблема состояла в том, что рынок потребителей настольных компьютеров отличался  большим диапазоном запросов, и производство первых IBM PC не давало никакой уверенности  в том, что компьютеры кто-то купит.

К удивлению  многих, в том числе и самой  фирмы IBM, люди покупали компьютеры. Покупали представители малого бизнеса и  огромные корпорации. PC продавались  так быстро, что IBM не могла просто произвести требуемое количество.

Через один-два  года компьютер IBM PC занял ведущее  место на рынке, вытеснив модели 8-битовых  компьютеров. Фактически IBM PC стал стандартом персонального компьютера. Сейчас такие  компьютеры (совместимые с IBM PC) составляют около 90% всех производимых в мире персональных компьютеров.

Персональные  компьютеры стали пользоваться огромным успехом и были очень мощными  компьютерами того времени. Логические и практические разработки, используемые в машине, установили стандарт для  молодой индустрии. Дюжины производителей, начиная от отдельных лиц и  кончая огромными корпорациями с  многомиллиардным оборотом, создавали свои собственные версии PC, стараясь, чтобы их продукт по возможности был более совместим с оригиналом IBM.

С момента появления  первого компьютера прошло совсем немного  времени, а компьютерная индустрия  развилась и стала одной из основных отраслей экономики многих стран. Невозможно представить современную  жизнь без компьютера. Он служит для множества целей - начиная  с воспитания и обучения детей  и заканчивая контролем над важнейшими военными объектами.

Трудно переоценить  роль, которую играет ЭВМ в нашей  жизни. Компьютерные разработки ведутся  и по сей день и постоянно появляются новинки, которые позволяют усовершенствовать  электронный мозг.

Программы генерирующие узоры  для компьютеров.

Обычные обои печатаются вращающимся цилиндром, на котором  выгравирован узор. При каждом обороте  цилиндра отпечатывается одно и то же изображение. А вот компьютер  может воспроизводить затейливые узоры, которые называются «обои для  ума» и которые не повторяются  или повторяются не полностью. Изображение  всё время проявляется в новых  конфигурациях, слева и справа, внизу  и вверху. Интересно понаблюдать  за тем, что изменяется и что сохраняется  от одной картинки к другой. (рис.1).

Графтальные растения, фрактальные  горы.

Создать изображение  горного хребта в принципе не сложно. Предположим для простоты, что наша территория имеет треугольную форму. Исходный большой треугольник можно поделить на четыре треугольника меньших размеров, нанеся точки на середине каждой стороны треугольника и соединив эти точки между собой. Каждый из вновь образованных треугольников поделим аналогичным образом. Этот процесс можно продолжать до тех пор, пока не будут достигнуты пределы оптического разрешения или машинного времени компьютера. Полученную в итоге довольно скучноватую решетку треугольников можно несколько оживить, прибегнув, вариациям. Каждый раз, найдя среднюю точку на стороне треугольника, её можно поднять или опустить на некоторое случайно выбранное расстояние. Вертикальные перемещения, которые, вообще говоря, должны уменьшаться по мере того, как треугольники становятся все меньше, преобразуют треугольники в горный ландшафт с пиками и расщелинами.(рис.2). Благодаря этому методы можно «построить» достаточно естественно выглядящие горы.

Компьютеры  в роли музыкального инструмента.

Достаточно компьютеру сгенерировать определенную последовательность чисел, чтобы произвести любой звук, в том числе и такой, какого еще никто не слышал.(рис.3). Несмотря на то, что первые попытки получить при помощи компьютера музыкальные  звуки были не совсем удачными, электронные  синтезаторы и компьютерные программы, к появлению которых привели  в конце концов эти попытки, теперь достигли столь высокого уровня, что  стали оказывать существенное влияние  на несколько связанных с музыкой  областей. Во-первых, эти инструменты  имеют важное коммерческое значение, поскольку могут создавать музыку и производить звуковые эффекты, легко синхронизируемые с действием, происходящим на кино или телеэкранах. Во-вторых, они способны порождать  неограниченное многообразие звуков, что расширяет возможности композиторов и исполнителей. Наконец, - что, наверное, важнее всего – они помогают углубить наше понимание тех звуковых сочетаний, которые мы называем музыкой.  

Заключение

Помимо развития компьютерной технологии также развивался и рынок периферийных устройств (принтеров, сканеров и т.д), рынок  мониторов, рынок программного обеспечения. Поэтому компьютер занимает очень  важное место в нашей жизни. На предприятиях внедряются новые автоматизированные линии, новые станки с программируемыми контроллерами, высвобождаются тяжелые  рабочие места, поэтому производство развивается интенсивнее с применением  компьютерной техники. т.е. компьютеры выполняют работу вместо человека.