Презентация "История развития вычислительной техники" по информатике – проект, доклад

История вычислительной техники Лекция

Кто хочет ограничиться настоящим без знания прошлого, тот никогда не поймет его… Готфрид Вильгельм Лейбниц, XVII век.

1. Зарождение счета и появление первых счетных приспособлений. 2. Древнейшие счетные приспособления. 3. Развитие приемов счета: счет на линиях, палочки Непера, логарифмические таблицы. 4. Механические счетные машины. 5. Электро-механические (релейные) счетные машины.

План

Древнейшим "счетным приспособлением" человека были его пальцы. Кисть руки, пясть, является основой числительного "пять" у многих народов. Загибая пальцы считали туземцы Новой Гвинеи, пальцевый счет хорошо был известен в Риме. Полное описание пальцевого счета составил ирландский монах Беда Достопочтенный, живший в средневековой Европе (ок. 673-735гг.). В его трактате "О счислении" подробно излагаются способы счета на пальцах.

Наряду со способами простого подсчета отдельных предметов на пальцах, в нем излагаются сведения о выполнении арифметических операций с помощью пальцев рук.

В V веке до н.э. появился абак - дощечка с камешками, с помощью которой производились вычисления. Впоследствии абак видоизменился: камешки заменили косточками(суанпан, соробан). В древнем Риме абак назывался calculi (сравните калькулятор). Сохранился бронзовый римский абак, известен каменный абак, абак из слоновой кости и цветного стекла.

В средние века французский ученый монах Герберт в своем сочинении описал абак и правила вычисления на нем. В его описании гладкая доска разделена на 30 столбцов и в каждой столбец кладутся не камешки, а нумерованные жетоны - апексы, на которых обозначены числовые знаки. С конца XV столетия стали использовать разлинованную табличку со счетными жетонами и распространился «счет на линиях». Это горизонтально разлинованная таблица, на которой выкладываются специальные жетоны. Счетные таблицы применялись до конца 18 века.

Начало XVII века

Шотландский барон Джон Непер изобрел логарифмы, с помощью которых умножение и деление сводилось к сложению и вычитанию. Он же предложил разрезать школьную таблицу умножения на полоски и разделить числа диагональю на единицы и десятки. Так были изготовлены палочки для умножения, известные как палочки Непера. В XVI и XVII столетиях в Европе появилось множество модификаций палочек Непера.

В 1624гг. Вильгельм Шиккард - профессор Тюбинского университета в письмах И.Кепплеру писал устройство "часов для счета". В них были механизированы операции сложения и вычитания, а умножение и деление выполнялось с элементами механизации. Эта счетная машина признана первым механическим вычислителем, построенным на основе зубчатых колес.

В 1624г. во Франции девятнадцатилетний юноша Блез Паскаль спроектировал машину со сцепляющимися зубчатыми колесами, которая могла оперировать большими числами. Изобретение Паскаля, названное по имени создателя «Паскалиной», завоевало широкую популярность в качестве первой счетной машины.

В 1673г. на смену «Паскалине» пришел калькулятор- арифмометр Готфрида Вильгельма фон Лейбница, немецкого дипломата и математика. С помощью него не только складывали, но и умножали числа.

В начале XIX века англичанин Чарльз Беббидж занимался вопросом создания автоматической вычислительной машины.

Начало XIX века

Разностная машина, над которой Беббидж начал работать с 1820 года, предназначалась для табулирования функций. Модель, которую Беббидж изготовил собственноручно в 1820 -1822 годах, могла табулировать функции с точностью до восьми знаков.

Она состояла из 4-х частей: “склад” - память для хранения чисел, набиравшихся с помощью зубчатых колес; “фабрика” – арифметическое устройство процессора для операций над числами, изъятыми со "склада"; устройство для управления операциями - управляющее устройство процессора, работавшее с помощью перфокарт; устройства ввода и вывода данных.

Аналитическая машина не была построена, но Бебидж сделал более 200 чертежей различных ее узлов около 30 вариантов общей компоновки машины и изготовил некоторые устройства.

В период с 1833г. по 1871г. Чарлз Беббидж работал над созданием "аналитической машины".

Для устройства управления Бебидж предложил применить механизм, аналогичный механизму ткацкого станка Жаккарда. Он предполагал осуществить автоматическое управление процессом механических вычислений с помощью перфокарт. Он работал над своей аналитической машиной до последних дней жизни, позже его сын, Генри Беббидж, продолжил эту работу. В 1896 году появился действующий образец аналитической машины, способный печатать результаты вычислений.

Одновременно с этим Бебидж сделал ряд выдающихся изобретений в области машиностроения. Он создал поперечно-строгальный и токарно-револьверный станки, различные калибры, резцы, и пресс-формы, предложил метод изготовления зубчатых колес литьем под давлением и многое другое.

Историю программирования следует начинать с имени дочери английского поэта Дж.Г.Байрона, Ады Августы Лавлейс. Она разработала многие принципы программирования для аналитической машины, ей же принадлежат некоторые термины, употребляемые программистами и сейчас.

Следующий шаг на пути автоматизации вычислений был сделан примерно через 20 лет после смерти Беббиджа американцем Германом Холлеритом, который изобрел электрические машины для вычислений с помощью перфокарт получившие название счетно-аналитических машин.

Он построил то, что было названо процессором данных. Оттолкнувшись от идеи перфокарт, Холлерит разработал карточки с 12 рядами по 12 дырочек в каждом, в которых была закодирована информация. Машина Холлерита была первой машиной, которая имела практическое применение, она была использована во время переписи населения в США в 1890 году и в 1897-1905 годах в России.

Конец XIX века

Недолгий век релейных машин

Группа ученых из лаборатории фирмы IBM под руководством Говарда Айкена еще в 1937г. создала автоматическую универсальную вычислительную машину, которая получила название "Марк-1". Машина программировалась с перфоленты (бумажная лента с отверстиями в определенных местах). Результат выдавался на перфоратор или на обыкновенную пишущую машинку. Весил "Марк-1" около 5 тонн и размещался вдоль 20 – метровой стены. Впоследствии машина была модифицирована на "Марк-2". Были и и другие модели релейных машин, такие как Ц-3, "Модель" и отечественные РВМ.