На бирже курсовых и дипломных проектов можно найти образцы готовых работ или получить помощь в написании уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ, диссертаций, рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Результат поиска


Наименование:


реферат Развитие ЭВМ и ВТ

Информация:

Тип работы: реферат. Добавлен: 08.05.2012. Сдан: 2011. Страниц: 9. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


Содержание 

1.Счет в древности
2.Первые устройства для счета
3.Логарифмическая  линейка
4.Механизмы для  счета. Арифметические машины.
      Механическая машина Шиккарда
      Арифмометр Блеза Паскаля
      Разностная машина Чарльза Бэббиджа
5. Поколение  современных ЭВМ 
6.Суперкомпьютеры
7.Заключение
        
    
 


Счет  в древности
        История развития вычислительной техники уходит корнями вглубь веков, к тем временам, когда наши далекие предки начали вести товарно-денежные взаимоотношения. Тогда им и потребовался какой-либо инструмент для ведения вычислений. Первыми приспособлениями для вычислений были, вероятно, всем известные счётные палочки, которые и сегодня используются в начальных классах многих школ для обучения счёту. Развиваясь, эти приспособления становились более сложными, например, такими как финикийские глиняные фигурки, также предназначаемые для наглядного представления количества счита емых предметов, однако для удобства помещаемые при этом в специальные контейнеры. Такими приспособлениями, похоже, пользовались торговцы и счетоводы того времени. Постепенно из
простейших  приспособлений для счёта рождались  всё более и более сложные  устройства. Несмотря на простоту ранних вычислительных устройств, опытный счетовод может получить результат при помощи простых счёт даже быстрее, чем нерасторопный владелец современного калькулятора. Естественно, сама по себе, производительность и скорость счёта современных вычислительных устройств давно уже превосходят возможности самого выдающегося расчётчика человека. 

Первые  устройства для счета 

                   Римский абак
        Историю цифровых устройств следует начать со счетов. Подобный инструмент был известен у всех народов. Самый древний-древнегреческий абак (доска или «саламинкая доска» по имени острова Саламин в Эгейском море) представлял собой посыпанную морским песком дощечку. На песке находились бороздки, на которых камешками обозначались числа. Одна борозда соответствовала единицам другая-десяткам и.т.д. Если в какой-                                                                                                  то борозде при счете набиралось более 10 камешков, их снимали и добавляли один камешек в следующем разряде. На абаке считали египтяне, римляне, японцы. Особенного развития  достигли вычисления на абаке в древнем Китае. Китайцы могли производить на абаке деления и действия с дробями, извлечения квадратных и кубических корней. Римляне усовершенствовали абак, перейдя от древних досок, песка и камешков к мраморным доскам с выточенными желобками и мраморными шариками. К таким же устройствам относятся также китайский суан-пан, японский соробан, и русские счеты. 

Логарифмическая линейка 

Первая  логарифмическая  линейка В. Оутреда 

В 1622 году английский математик Вильям Оутред (1754-1660) создает счетную логарифмическую линейку. Кстати, это именно он ввел обозначение «X» для умножения. Линейка необыкновенно удобна: считать на ней возможно очень быстро, места почти не занимает, её можно всюду носить с собой в кармане. Не зря столько веков просуществовал этот  вычислительный прибор: лишь недавно калькулятор окончательно вытеснил логарифмическую                                                   линейку из инженерного обихода
                                                                                   
                                                         
 Механизмы для счета. Арифметические машины. 

Людям приходилось  считать всё больше и больше. По мере роста потребностей человека и  задач, которые он ставил перед собой, росло значение вычислений, росла  их необходимость. Эта необходимость  заставила искать пути механизации  счета. И счет был поручен специальным механизмам - арифметическим машинам.                                 
 

    Механическая  машина Шиккарда
Первая  механическая машина была описана в 1623 г. ученым Вильгельмом Шиккардом, реализована в единственном экземпляре и предназначалась для выполнения четырех арифметических операций над 6-разрядными числами.  Машина включала в себя два блока - суммирующее и множительное устройства. В ней был предусмотрен и механизм для записи результатов промежуточных действий. Сама суммирующая машина была шестиразрядной и была изготовлена с помощью соединенных между собой зубчатых передач. Эти зубчатые колеса входили в зацепление одно с другим. На каждой оси располагалась зубчатое колесо с десятью зубцами и вспомогательное колесико с выступающим пальцем –    зубцом
Механическая  машина Шиккарда
. При зацеплении палец поворачивал колесо следующего разряда на десятую часть полного оборота, таким образом осуществляя передачу единицы в следующий, более высокий разряд. Это происходило после того как осуществлялся полный оборот предыдущего десятизубчатого колеса. При вычитании зубчатые колеса начинали вращаться в противоположную сторону. В специально предусмотренных в машине окошках можно было видеть цифры. Таким образом можно было вести контроль за ходом производимых арифметических действий.. Однако, из-за недостаточной известности машина Шиккарда и принципы ее работы не оказали существенного влияния на дальнейшее развитие ВТ, но она по праву открывает эру механической вычислительной техники.
    Арифмометр Блеза Паскаля    
  В  отличие от счетных инструментов, типа абака, в арифметической машине вместо предметного представления чисел, использовалось их представление в виде углового положения оси (вала) или колеса которое несёт эту ось. Одна из первых машин такого типа была создана 1642 году знаменитым французским ученым (математиком, физиком, философом) Блезом Паскалем.                                                                       
 В машине Б. Паскаля использовалась более сложная схема переноса старших разрядов, в дальнейшем редко используемая; 50 построенных впоследствии им машин способствовали достаточно широкой известности изобретения и формированию общественного мнения о возможности автоматизации умственного труда. До нашего времени дошло только 8 машин Паскаля, из которых одна является 10-разрядной. Именно машина Паскаля положила начало механического этапа развития вычислительной техники. 

    Разностная  машина Чарльза Бэббиджа
Считается, что  первым ученым, предложившим использовать принцип
программного  управления для автоматического  выполнения арифметических
вычислений, был  Чарльз Бэббидж.                     
Английским профессором  математики Чарльзом Бэббиджем (1791-1871)
была разработана  полностью автоматическая вычислительная машина с программным управлением. Разочарованный большим количеством ошибок в
вычислениях Королевского Астрономического Общества, Бэббидж  пришел к
мысли о необходимости  автоматизации вычислений. Первая попытка  реали-
зации такой  машины была предпринята Бэббиджем  в 1822, когда он создал
машину, предназначенную  для решения дифференциальных уравнений, на-
зыванную “разностной  машиной”. Работа модели основывалась на принципе,
известном в  математике как "метод конечных разностей". При вычислении
многочленов используется только операция сложения, которая  легко автома-
тизируется. Бэббиджем  была использована десятичная система  счисления, а
не двоичная, как в современных компьютерах.
В течение 10 лет  Бэббидж работал над большой  разностной машиной.
Движение механических частей машины должен был осуществлять паровой
двигатель. Большая, как локомотив, машина должна была автоматически  вы-
полнять вычисления и печатать результаты. Большая разностная машина так
и не была построена  до конца. Однако, работая над ней  в течение 10 лет, Бэб-
бидж пришел к идее создания механической аналитической  машины. Идеи
Бэббиджа намного  опередили свое время, аналитическая  машина не могла
быть создана  в то время.
В 1871 году Бэббидж  изготовил опытный образец арифметического  уст-
ройства ("завода") аналитической машины и принтера.
Большую помощь в работе над аналитической машиной  оказывала Бэб-
биджу графиня  Ада Лавлейс (1815-1842), дочь английского  поэта Байрона.
Ада Лавлейс  была одним из немногих людей, кто  полностью понял про-
ект Бэббиджа. Она  помогала добиваться финансирования работы Британским
правительством  и вела большую работу по популяризации  проекта, описывая
его в научных  статьях и докладах. Прекрасное понимание  леди Лавлейс
принципов работы аналитической машины позволило ей создавать программы (последовательность инструкций для аналитической машины). Таким образом, ее можно считать первым программистом. В 80-ых годах ХХ-го
столетия в  ее честь был назван язык программирования АДА.
Технические трудности, с которыми пришлось встретиться при реализации не позволили осуществить проект. Поэтому Бэббидж не опубликовал
проект полностью, а ограничился описанием его  в своих лекциях, прочитан-
ных им в Италии и в Турине. Записи этих лекций были опубликованы в 1842
году слушавшим  их итальянским математиком Л. Менабреа и переведены на
английский язык Адой Лавлейс. Они были изданы в Англии с ее подробными
примечаниями.
Хотя движимая паром аналитическая машина Бэббиджа никогда не была
построена, однако, работая над ней Бэббидж определил  основные черты со-
временного компьютера. Аналитическая машина состояла из более  чем 50000
деталей и включала в себя:
      устройство ввода программы при помощи отверстий на перфокартах,
      "склад" (память) для тысячи 50-ти разрядных десятичных чисел.
      "завод", устройство для выполнения операций над числами (арифметиче-ское устройство)
      блок управления, который позволял обрабатывать инструкции в любой последовательности
      устройство выпуска продукции (вывода результатов на печать).
Аналитическая машина - это программируемая автоматическая вычис-
лительная машина с последовательным управлением, содержащая арифмети-
ческое устройство и память. Отличительной чертой аналитической  машины
можно считать  использование команды условного  перехода, изменяющей
управление обработкой в зависимости от результатов  вычислений.
Ввод инструкций в компьютер осуществлялся при  помощи перфокарт.
Идею использования  перфокарт для кодирования инструкций Бэббидж
заимствовал у  Жаккарда.
В ткацком станке, построенном в 1820 и названном  по имени его изобре-
тателя Джозефа  Жаккарда, использовались перфокарты для управления стан-
ком. При помощи перфокарт задавался узор, который  нужно было выткать.
Создание ткацкого станка, управляемого картами, с пробитыми  на них отвер-
стиями, и соединенными друг с другом в виде ленты, относится  к одному из
ключевых открытий, обусловивших дальнейшее развитие вычислительной
техники.
В 1889 году американский изобретатель Герман Холлерит (1860-1929)
применил способ Жаккарда для ввода данных при  помощи перфокарт. Ему
необходимо было построить устройство для обработки  результатов периписи
населения в  Америке. Обработка результатов  переписи 1880 года заняла поч-
ти семь лет. Учитывая рост населения, на обработку  результатов следующей
переписи потребовалось  бы не менее 10 лет. Г.Холлерит разработал машину
с вводом с перфокарт, способную автоматически формировать  таблицы дан-
ных.
Машина автоматически  обрабатывала результаты. Каждое отверстие  на
перфокарте представляло одно значение. Перфокарта вставлялась  в пресс.
Под перфокартой  были расположены чашечки с ртутью в местах пробивки
всех возможных  отверстий. На перфокарту опускались стерженьки, замы-
кавшие электрическую  цепь через ртуть там, где было пробито отверстие.
Счетчики считали  количество отверстий на всех перфокартах, соответст-
вующее данному  признаку. Машина позволяла считать  и сочетание различ-
ных признаков. Вместо десяти лет результаты периписи были обработаны
машиной Холлерита  всего за шесть недель. Перфокарты широко использова-
лись для ввода  и вывода информации в первых электронных  компьютерах
вплоть до 1960-ых годов.(В 1896г. Холлерит основал фирму, которая в 1924г.
получила название IBM - International Business Mashines - и стала впоследст-
вии мировым  лидером в производстве компьютеров).
Аналитическая машина Бэббиджа так и не была построена. Все, что
дошло от нее  до наших дней, - это ворох чертежей и рисунков, а также не-
большая часть  арифметического устройства и печатающее устройство, скон-
струированное сыном Бэббиджа.
Разностной машине повезло больше. Шведский издатель, изобретатель и
переводчик Пер  Георг Шойц, прочтя как-то об этом устройстве, построил его
слегка видоизмененный вариант. В 1854 году устройство прошло испытание
в Лондоне, а  годом позже Разностная машина Шойца  была удостоена золотой медали на Всемирной выставке в Париже. Чарльз Бэббидж намного обогнал свое время. Только спустя 100 лет бы-
ли реализованы  его идеи по созданию вычислительных устройств, выпол-
няющих заданную последовательность действий - программу. 
 

Поколение современных ЭВМ
Историю развития современных ЭВМ разделяют  на 4 поколения. Но деление компьютерной техники на поколения — весьма условная, нестрогая классификация  по степени развития аппаратных и  программных средств, а также  способов общения с компьютером.
Идея  делить машины на поколения вызвана  к жизни тем, что за время короткой истории своего развития компьютерная техника проделала большую эволюцию, как в смысле элементной базы (лампы, транзисторы, микросхемы и др.), так  и в смысле изменения её структуры, появления новых возможностей, расширения областей применения и характера  использования. Этот прогресс показан в таблице  

Поколение современных ЭВМ 

 П О К О  Л Е Н И Я  Э В М     ХАРАКТЕРИСТИКИ
    I     II     III     IV
Годы  применения 1946-1958 1958-1964 1964-1972 1972 - настоящее  время
Основной  элемент Эл.лампа Транзистор ИС БИС
Количество  ЭВМ в мире (шт.) Десятки Тысячи Десятки тысяч Миллионы
Быстродействие (операций в секунду) 103-144 104-106 105-107 106-108
Носитель  информации Перфокарта, Перфолента Магнитная Лента Диск Гибкий и  лазерный диск
Размеры ЭВМ Большие Значительно меньше Мини-ЭВМ микроЭВМ
 
                                       
                                              I   поколение
          (до 1955 г.)  
    Все ЭВМ I-го поколения были сделаны на основе электронных ламп, что делало их ненадежными - лампы приходилось  часто менять. Эти компьютеры были огромными, неудобными и слишком  дорогими машинами, которые могли  приобрести только крупные корпорации и правительства. Лампы потребляли огромное количество электроэнергии и  выделяли много тепла.
    Притом  для каждой машины использовался  свой язык программирования. Набор  команд был небольшой, схема арифметико-логического  устройства и устройства управления достаточно проста, программное обеспечение  практически отсутствовало. Показатели объема оперативной памяти и быстродействия были низкими. Для ввода-вывода использовались перфоленты, перфокарты, магнитные  ленты и печатающие устройства, оперативные  запоминающие устройства были реализованы  на основе ртутных линий задержки электроннолучевых трубок.
    Эти неудобства начали преодолевать путем  интенсивной разработки средств  автоматизации программирования, создания систем обслуживающих программ, упрощающих работу на машине и увеличивающих  эффективность её использования. Это, в свою очередь, потребовало значительных изменений в структуре компьютеров, направленных на то, чтобы приблизить её к требованиям, возникшим из опыта  эксплуатации компьютеров.
Основные компьютеры первого поколения:
    1946г. ЭНИАК
В 1946 г. американские инженер-электронщик Дж. П. Эккерт и  физик Дж.У. Моучли в Пенсильванском университете сконструировали, по заказу военного ведомства США, первую электронно-вычислительную машину - “Эниак” (Electronic Numerical Integrator and Computer). Которая предназначалась для  решения задач баллистики. Она  работала в тысячу раз быстрее, чем "Марк-1", выполняя за одну секунду 300 умножений или 5000 сложений многоразрядных чисел. Размеры: 30 м. в длину, объём - 85 м3., вес - 30 тонн. Использовалось около 20000 электронных ламп и1500 реле. Мощность ее была до 150 кВт.
    1949г. ЭДСАК.
Первая машина с хранимой программой - ”Эдсак” - была создана в Кембриджском университете (Англия) в 1949 г. Она имела  запоминающее устройство на 512 ртутных  линиях задержки. Время выполнения сложения было 0,07мс, умножения - 8,5мс.
    1951г. МЭСМ
В 1948г. году академик Сергей Алексеевич Лебедев предложил проект первой на континенте Европы ЭВМ – Малой электронной счетно-решающей машины. В 1951г. МЭСМ официально вводится в эксплуатацию, на ней регулярно решаются вычислительные задачи. Машина оперировала с 20разрядными двоичными кодами с быстродействием 50 операций в секунду, имела оперативную память в 100 ячеек на электронных лампах.
    1951г. UNIVAC-1. (Англия)
В 1951 г. была создана  машина “Юнивак”(UNIVAC) - первый серийный компьютер с хранимой программой. В этой машине впервые была использована магнитная лента для записи и хранения информации.
    1952-1953г. БЭСМ-2
Вводится в  эксплуатацию БЭСМ-2(большая электронная счетная машина) с быстродействием около 10 тыс. операций в секунду над 39-разрядными двоичными числами. Оперативная память на электронно-акустических линиях задержки - 1024 слова, затем на электронно-лучевых трубках и позже на ферритовых сердечниках. ВЗУ состояло из двух магнитных барабанов и магнитной ленты емкость свыше 100 тыс. слов. 
 
 

                                          II   поколение
                                                     (1958-1964) 

 В 1958 г. в ЭВМ были применены     полупроводниковые транзисторы, изобретённые в 1948 г. Уильямом Шокли, они были более надёжны, долговечны, малы, могли выполнить значительно более сложные вычисления, обладали большой оперативной памятью. 1 транзистор способен был заменить ~ 40 электронных ламп и работает с большей скоростью.
Во II-ом поколении компьютеров дискретные транзисторные логические элементы вытеснили электронные лампы. В качестве носителей информации использовались магнитные ленты ("Минск-2","Урал-14") и магнитные сердечники, появились высокопроизводительные устройства для работы с магнитными лентами, магнитные барабаны и первые магнитные диски.  
    В качестве программного обеспечения  стали использовать языки программирования высокого уровня, были написаны специальные  трансляторы с этих языков на язык машинных команд. Для ускорения вычислений в этих машинах было реализовано  некоторое перекрытие команд: последующая  команда начинала выполняться до окончания  предыдущей.
Появился широкий  набор библиотечных программ для  решения разнообразных математических задач. Появились мониторные системы, управляющие режимом трансляции и исполнения программ. Из мониторных систем в дальнейшем выросли современные  операционные системы.
Машинам второго  поколения была свойственна программная  несовместимость, которая затрудняла организацию крупных информационных систем. Поэтому в середине 60-х  годов наметился переход к созданию компьютеров, программно совместимых и построенных на микроэлектронной технологической базе. 

                                                   III поколение
                  (1964-1972)
     В 1960 г. появились первые интегральные схемы (ИС) которые получили широкое распространение в связи с малыми размерами, но громадными возможностями. ИС - это кремниевый кристалл, площадь которого примерно 10 мм2. 1 ИС способна заменить десятки тысяч транзисторов. 1 кристалл выполняет такую же работу, как и 30-ти тонный “Эниак”. А компьютер с использованием ИС достигает производительности в 10 млн. операций в секунду.
     В 1964 году, фирма IBM объявила о создании шести моделей семейства IBM 360 (System 360), ставших первыми компьютерами третьего поколения.
    Машины  третьего поколения — это семейства  машин с единой архитектурой, т.е. программно совместимых. В качестве элементной базы в них используются интегральные схемы, которые также  называются микросхемами.
    Машины  третьего поколения имеют развитые операционные системы. Они обладают возможностями мультипрограммирования, т.е. одновременного выполнения нескольких программ. Многие задачи управления памятью, устройствами и ресурсами стала  брать на себя операционная система  или же непосредственно сама машина.
    Примеры машин третьего поколения –семейства IBM-370, ЕС ЭВМ (Единая система ЭВМ), СМ ЭВМ (Семейство малых ЭВМ) и др. Быстродействие машин внутри семейства изменяется от нескольких десятков тысяч до миллионов операций в секунду. Ёмкость оперативной памяти достигает нескольких сотен тысяч слов.  
                                                  
 
 

                                                    IV поколение
                             (с 1972 г. по настоящее время)
    Четвёртое поколение — это теперешнее поколение компьютерной техники, разработанное после 1970 года          
Впервые стали  применяться большие интегральные схемы (БИС), которые по мощности примерно соответствовали 1000 ИС. Это привело  к снижению стоимости производства компьютеров. В 1980 г. центральный процессор  небольшой ЭВМ оказалось возможным  разместить на кристалле площадью 1/4 дюйма (0,635 см2.). БИСы применялись уже в таких компьютерах, как “Иллиак”, ”Эльбрус”, Макинтош. Быстродействие таких машин составляет тысячи миллионов операций в секунду. Емкость ОЗУ возросла до 500 млн. двоичных разрядов. В таких машинах одновременно выполняются несколько команд над несколькими наборами операндов.
C точки зрения  структуры машины этого поколения  представляют собой многопроцессорные и многомашинные комплексы, работающие на общую память и общее поле внешних устройств. Ёмкость оперативной памяти порядка 1 - 64 Мбайт.  
Распространение персональных компьютеров 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 свои силы на рынке персональных компьютеров, создав первые персональные компьютеры- IBM PC 
и т.д.................


Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть полный текст работы бесплатно


Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.