История развития ЭВМ связана с именами выдающихся ученых, которые уверенно шли к своей цели - облегчить вычислительную с помощью машин.

История развития ЭВМ. Счетные машины

Блез Паскаль (1623-1662). В течение нескольких лет молодой ученый разработал более пятидесяти моделей счетных машин, стараясь помочь отцу считать налоги. В 1645 году создал «паскалину», которая выполняла сложение и вычитание.

Готфрид Вильгельм Лейбниц (1646-1716) предложил которую назвал арифмометром. Она выполняла все арифметические действия.

Чарльз Беббидж (1792-1872) - первая программно-управляемая машина была почти закончена и состояла из двух частей: вычисляющей и печатающей. Выдвинул перспективные идеи о памяти машины и процессоре. Помощница ученого Огаста Ада Лавлейс разработала первую в мире программу для

История развития ЭВМ. Новые идеи, новые изобретения.

ЭВМ второго поколения (60-65 годы ХХ века). Элементная база - полупроводниковые транзисторы. Объем памяти (на магнитных сердечках) возрос в 32 раза, скорость увеличилась в 10 раз. Уменьшились размер и масса машин, повысилась их надежность. Были разработаны новые языки важные программирования: Algol, FORTRAN, COBOL, которые сделали возможным дальнейшеесовершенствование программ. В этот период создается процессор ввода-вывода, начинается использование операционных систем.

ЭВМ третьего поколения ((1965-1970 годы) поменяла транзисторы на интегральные микросхемы. Значительно снижены габариты ЭВМ, их стоимость. Появилась возможность использовать несколько программ на одной машине. Активно развивается программирование.

ЭВМ четвертого поколения (1970-1984 гг.) Смена элементной базы - размещение на одном кристалле десятки тысяч элементов. Значительное расширение пользовательской аудитории.

Дальнейшая история развития ЭВМ и ИКТ связана с совершенствованием микропроцессоров, разработкой микрокомпьютеров, которыми могут владеть отдельные люди. Стив Возняк разработал первый массовый домашний компьютер, а затем - первый персональный компьютер.

| 7 классы | Планирование уроков на учебный год (ФГОС) | Основные компоненты компьютера и их функции

Урок 10
Основные компоненты компьютера и их функции

2.1.1. Компьютер

Ключевые слова:

компьютер процессор память устройства ввода информации устройства вывода информации

Одним из важных объектов, изучаемых на уроках информатики, является компьютер, получивший своё название по основной функции - проведению вычислений (англ. computer - вычислитель).

Первый компьютер был создан в 1945 г. в США. Познакомиться с историей компьютеров вы можете, совершив виртуальное путешествие по музеям вычислительной техники. Так, много интересной информации о компьютерах можно узнать, посетив (http://informat444.narod.ru/museum/) Виртуальный музей информатики. Обратите внимание, что для обозначения компьютерной техники 1940-1970-х годов часто используется аббревиатура ЭВМ (электронная вычислительная машина).

Современный компьютер - универсальное электронное программно управляемое устройство для работы с информацией.

Универсальным устройством компьютер называется потому, что он может применяться для многих целей - обрабатывать, хранить и передавать самую разнообразную информацию, использоваться человеком в разных видах деятельности.

Современные компьютеры могут обрабатывать разные виды информации : числа, текст, изображения, звуки. Информация любого вида представляется в компьютере в виде двоичного кода - последовательностей нулей и единиц. Некоторые способы двоичного кодирования представлены на рис. 2.1.

Информацию, предназначенную для обработки на компьютере и представленную в виде двоичного кода, принято называть двоичными данными или просто данными. Одним из основных достоинств двоичных данных является то, что их копируют, хранят и передают с использованием одних и тех же универсальных методов, независимо от вида исходной информации.

Способы двоичного кодирования текстов, звуков (голоса, музыки), изображений (фотографий, иллюстраций), последовательностей изображений (кино и видео), а также трёхмерных объектов были придуманы в 80-х годах прошлого века. Позже мы рассмотрим способы двоичного кодирования числовой, текстовой, графической и звуковой информации более подробно. Теперь же главное - знать, что последовательностям 1 и 0 в компьютерном представлении соответствуют электрические сигналы - «включено» и «выключено». Компьютер называется электронным устройством , потому что он состоит из множества электронных компонентов, обрабатывающих эти сигналы.

Обработку данных компьютер проводит в соответствии с программой - последовательностью команд, которые необходимо выполнить над данными для решения поставленной задачи. Как и данные, программы представляются в компьютере в виде двоичного кода. Программно управляемым устройством компьютер называется потому, что его работа осуществляется под управлением установленных на нём программ. Это программный принцип работы компьютера .

Современные компьютеры бывают самыми разными: от мощных компьютерных систем, занимающих целые залы и обеспечивающих одновременную работу многих пользователей, до мини-компьютеров, помещающихся на ладони (рис. 2.2).

Сегодня самым распространённым видом компьютеров является персональный компьютер (ПК) - компьютер, предназначенный для работы одного человека.

В машине "МИФИ" использовалась 16-ричная двоично-кодированная система представления чисел с плавающей десятичной точкой. Это представление значительно сокращало время выполнения операций выравнивания порядков и нормализации мантисс при выполнении арифметических операций.
Р азрядная сетка числа состояла из 42-х разрядов: один разряд - знак порядка, три разряда - код порядка, один разряд -знак числа, остальные 37 разрядов - мантисса числа. Для представления (хранения) отрицательных порядков принят дополнительный код, а положительных порядков и мантисс независимо от знака - прямой. Последнее было сделано для упрощения операций умножения и деления.
А рифметическое устройство (АУ) машины по принципу выполнения операций являлось последовательно-параллельным. Прием исходных данных и выдача результата производились последовательно, выполнение самой операции - параллельно. Этот выбор определился тем, что первым вариантом оперативной памяти являлся магнитный барабан. АУ включало три регистра и сумматор.
С истема команд содержала 66 команд. Использовалось два типа адресации: трехадресная адресация с возможностью модификации и одноадресная. Одноадресная система позволяла работать в режиме с накапливающим сумматором а АУ, а также выполнять команды в групповом режиме (повторять команды определенное количество раз).
Р азрядная сетка команды также содержала 42 разряда. Среди них: 3 разряда признаков (для автоматического изменения адреса с помощью модификатора), 6 разрядов кода операции, по 11 разрядов на адрес в трехадресной команде или по 13 разрядов для адреса в одноадресной команде. В последнем случае в одном слове размещались 2 одноадресных команды.
А рифметические и логические операции, выполнявшиеся в АУ (в одноадресных и в трехадресных командах):

сложение, вычитание, вычитание модулей, умножение, деление, логическое сложение, логическое умножение, сравнение, сложение по всей разрядной сетке, вычитание по всей разрядной сетке, присвоение знака числа по данному, выделение целой части, сложение порядков, вычитание порядков, логический сдвиг.

В наборе команд ЭВМ "МИФИ" были также 6 команд условных и безусловных переходов, команды ввода, вывода, записи в ОЗУ, останова, операции с модификатором адреса.
В ЭВМ "МИФИ" был принят полусинхронный принцип управления. Устройство управления - смешанное с плавающим циклом. Сочетание центрального и местного устройств управления операциями было связано с тем, что время выполнения ряда микроопераций (нормализации, выравнивания порядков и пр.) зависело от кодов исходных чисел. Те микрооперации, время которых не фиксировано, управлялись местным устройством управления. Это позволило сократить среднее время выполнения операций. Цикл центрального устройства менялся от 1 до 15 тактов в зависимости от операции и исходных чисел. Для выполнения однотипных вычислений с группой различных чисел в устройстве управления был предусмотрен режим автоматического изменения адресов, для чего использовался специальный 13-разрядный регистр модификации адреса (модификатор).
Э ВМ "МИФИ" не имела операционной системы в современном понимании. Управление машиной во время ее наладки, контроль правильности работы и отладка программы производились с помощью пульта управления. На панели пульта смонтирована мнемоническая схема машины и выведена индикация регистров АУ и различных узлов устройств управления. Была предусмотрена возможность работы в следующих режимах:
- режим одиночных импульсов;
- режим работы по циклам (сериям элементарных операций, связанных с отдельным устройством);
- режим работы по операциям;
- автоматический режим работы.
Б ыла обеспечена возможность контрольного останова по адресу числа или команды. Стандартные подпрограммы хранились на отдельных перфолентах.
Н а первом этапе создания и работы машины в качестве ОЗУ использовался магнитный барабан. За счет использования 6 блоков головок считывания-записи было существенно уменьшено время обращения к барабану. При работе с магнитным барабаном ЭВМ "МИФИ" выполняла до 300 трехадресных команд в секунду.
В качестве носителя информации для ЭВМ "МИФИ" была использована 5-ти дорожечная перфолента, применявшаяся в телеграфных аппаратах "Телетайп". На перфоленте числа пробивались в двоично-десятичной системе. Для подготовки данных использовалось стандартное телеграфное оборудование:
- 2 устройства первичного ввода - телеграфные аппараты СТА, состоящие из аппарата СТА-35, оснащенного приставками автоматики типа СТАП, включающими перфоратор и трансмиттер;
- реперфоратор для дублирования перфолент;
- контрольник правильности пробивки перфолент.
С обственно устройства ввода-вывода информации машины включали в себя:
- два устройства быстродействующего ввода-вывода, выполненные в виде автономных механизмов, содержащих фото-электрическое считывание с перфоленты и машинку БП-20 для быстродействующей печати (скорость печати - 20 чисел/с). Механизм считывания и машинка БП-20 были разработаны в и изготовлены в ЭПМ МИФИ. Фотоэлектрический способ ввода происходил со скоростью 5040 слов/мин;
- пульт электромеханического ввода с установленным на нем аппаратом СТА. Скорость ввода - 28 слов/мин;
- стойку ввода-вывода, на которой смонтировано устройство управления вводом.
Э ВМ "МИФИ содержала 1160 электронных ламп октальной серии (6Н8С, 6П9,н5С и др.) и несколько тысяч германиевых диодов. Занимаемая площадь - 100 кв. м.