Характеристика основных этапов развития электронно вычислительных машин. Основные этапы развития эвм

02.02.2019

Первая страница в истории создания вычислительных машин связана с именем французского философа, писателя, математика и физика Блеза Паскаля . В 1641-42 году он сконструировал механический вычислитель, который позволил складывать и вычитать числа.

В 1673 году немецкий ученый Готфрид Лейбниц построил первую счетную машину, способную выполнять все четыре действия арифметики. Она послужила прототипом арифмометров . На протяжении 19 века было создано много конструкций арифмометров, повысились их надежность и точность вычислений. Они получили очень широкое распространение.

Дизайн компьютера отвечает за исследования из 11 национальных университетов, 15 частных компаний, Гражданской ассоциации по исследованиям, продвижению и развитию встроенных электронных систем и Аргентинской палаты электронной, электромеханической и лунотехнической промышленности.

В этом смысле Лютенберг подчеркивает ценность совместной работы, с которой им удалось разработать компьютер посредством артикуляции государственного и частного секторов. Самым значительным и инновационным проектом является то, как это делается, что выходит далеко за пределы тромбоцита; он превосходит его из-за его общинного характера. Никто не обвиняет, но если мы оцениваем человеко-часы людей, которые участвовали, мы подсчитаем, что его стоимость составляет десять миллионов песо, - добавляет он.

Существенный вклад в совершенствование счетных машин внесли ученые и конструкторы России: Якобсон, Слободский, Штоффель, Куммер, Чебышев . В 1878 году русский учёный П. Чебышев предложил счётную машину, выполнявшую сложение и вычитание многозначных чисел.

Петербургский инженер Однер изобрел арифмометр с зубчаткой, имеющей переменное число зубьев. Его конструкция оказалась настолько совершенна, (прибор позволял довольно быстро выполнять все четыре арифметических действия) что арифмометры этого типа выпускались с 1873 года в течение почти ста лет. И только в 30-е годы XX столетия в нашей стране был разработан более совершенный арифмометр – “Феликс”. Эти счётные устройства использовались несколько десятилетий.

Платформа предназначена для использования производительным сектором, особенно там, где для автоматизации процессов требуется использование электронных систем. Эта система уже используется для приложений в сельскохозяйственной промышленности, медицинского оборудования, местоположения и геопривязки, устройств безопасности и железнодорожного транспорта, среди прочих.

Мы предоставляем большой набор инструментов, чтобы компания с минимальными усилиями приспосабливала ее к своим техническим потребностям. Основным пользователем этого является тот, который не использует никаких технологий, во втором - тот, который использует импортированные, а в третьих - тот, который использует национальные технологии, но устарел, - объясняет инженер.

В начале 19 века (1823 – 1834) английский математик Чарльз Беббидж сформулировал основные положения, которые должны лежать в основе конструкции вычислительной машины принципиально нового типа. Задуманный проект машины содержал все основные устройства вычислительных машин: память, арифметическое устройство, устройство управления, устройства ввода-вывода. Реализовать проект этой машины не удалось из-за низкого уровня развития машиностроения. Однако вычислительные программы для этой машины были созданы дочерью Джоржа Байрона Адой Лавлейс , которая по праву считается первой программисткой.

Еще одним из основных моментов проекта является то, что он имеет образовательную версию, поэтому более экономичен и прост. Мы пытаемся решить структурную проблему, которая у нас есть на факультетах, которые объединяют два аспекта. Во-первых, мы преподаем устаревшие технологии с 80-х годов, а другие - то, что студенты и преподаватели используются в лабораторном дизайне, который работает за столом и является ярким, но не имеет ничего общего с эксплуатационными потребностями продукта или промышленной линии производства.

В целом студенты уходят без знания сертификации продукта, хотя для этого не хватает аналитической способности или базовой подготовки, - говорит Лютенберг. Но в основном важно то, что в стране используется не только платформа, в частности, но и электроника.

Только через 100 лет в 40-х годах 20 века удалось создать программируемую счетную машину на основе электромеханического реле. Эти машины не успели даже начать выпускать серийно, как появились первые ЭВМ на основе радиоламп.

Первая ЭВМ "Эниак" была создана в США в 1946 г. В группу создателей входил выдающийся ученый 20 века Джон фон Нейман , который и предложил основные принципы построения ЭВМ : переход к двоичной системе счисления для представления информации и принцип хранимой программы. Программу вычислений предлагалось помещать в запоминающем устройстве ЭВМ, что обеспечивало бы автоматический режим выполнения команд и, как следствие, увеличение быстродействия ЭВМ.

Тромбоциты обеспечивают решения для железнодорожной системы, в частности, для мониторинга температурного зондирования железнодорожных путей. Этот процесс предотвращает повышение температуры рельсов при деформациях, которые могут привести к сходам с поезда.

Таким образом гарантируется использование обновляемой, экономичной и безопасной системы, которая уже применяется в линиях Сан-Мартин и Уркиза. Министерство науки, технологий и продуктивных инноваций призывает к представлению предложений о присуждении «Инновационных проектов от принятия Открытого промышленного компьютера Аргентины».

Одновременно над проектами ЭВМ работали в Англии и России, где первая ЭВМ, получившая название МЭСМ (малая электронная счетная машина) была разработана в 1950 году, а первая большая ЭВМ - БЭСМ в 1952г . С этого момента началось бурное развитие вычислительной техники. Можно выделить пять этапов в развитии электронных вычислительных машин.

Хотя компьютер, как мы знаем, является относительно новым изобретением, его история тесно связана с развитием человечества почти с самого начала. Начиная с разработки числовых систем, как необходимость учета свойств и развития торговли, до создания сложных вычислительных систем, таких как существующие сегодня и которые являются активной частью развития общества.

Компьютерная наука не является изолированным изобретением, разработанным одним человеком, но результатом работы многих людей науки, а также развитием идей, которые в свое время являлись технологическим скачком. Много раз эти идеи были настолько опережены, что у них не было необходимых инструментов для их развития.

40-50 годы 20 века - первые ЭВМ в США и СССР;
50-60 годы 20 века - первые языки программирования;
60-70 годы 20 века - первые АСУ, САПР, ЕС ЭВМ;
70-80 годы 20 века - первые персональные компьютеры;
80-90 годы 20 века - массовое применение персональных компьютеров.

Человечество проделало долгий путь, прежде чем достигло современного состояния средств вычислительной техники. Основными этапами развития вычислительной техники являются: I. Ручной - с 50-го тысячелетия до н. э.; II. Механический - с середины XVII века; III. Электромеханический - с девяностых годов XIX века; IV. Электронный - с сороковых годов XX века.

Научно-техническое развитие в целом характеризуется стадией открытия новых достижений, а затем внедрения и совершенствования; пока не появятся новые идеи, которые изменяют установленные концепции, начиная цикл снова. Развитие информационных технологий будет означать ряд этапов, которые означали бы важные технологические изменения.

Использование пальцев для представления вещей, которыми обладает человек, семья или группа, восходит к годам первобытного человека, потому что для этого типа операции не было известно никаких других средств или форм. По этой причине пальцы были примитивным средством подсчета; но это имело тот недостаток, что, когда объекты прошли 5, обе руки должны были использоваться, а когда они прошли 10, необходимо было попросить о сотрудничестве еще одного члена семьи или группы, что привело к метод был весьма недостаточным.

Ручной период автоматизации вычислений начался на заре человеческой цивилизации

и. Он базировался на использовании пальцев рук и ног. Счет с помощью группировки и перекладывания предметов явился предшественником счета на абаке - наиболее развитом счетном приборе древности. Аналогом абака на Руси являются дошедшие до наших дней счеты. Использование абака предполагает выполнение вычислений по разрядам, т.е. наличие некоторой позиционной системы счисления. В начале XVII века шотландский математик Дж. Непер ввел логарифмы, что оказало революционное влияние на счет. Изобретенная им логарифмическая линейка успешно использовалась еще пятнадцать лет назад, более 360 лет прослужив инженерам. Она, несомненно, является венцом вычислительных инструментов ручного периода автоматизации.

Впоследствии метки использовались в разных местах: на деревьях и на земле. Этот метод имел тот недостаток, что любой член семьи мог добавить знак или больше к дереву и исказить предыдущий результат. Был также использован метод маркировки на земле, который не процветал, потому что животные, люди и природа могли легко их уничтожить.

Важным шагом, предпринятым древними цивилизациями, было представление чисел в десяти группах, потому что с двумя людьми они могли символизировать до 100 единиц. Это было сделано следующим образом: один из членов считал единицы своими пальцами, до 10, а другой считал группы.

Развитие механики в XVII веке стало предпосылкой создания вычислительных устройств и приборов, использующих механический способ вычислений. Вот наиболее значимые результаты, достигнутые на этом пути. 1623 г. - немецкий ученый В.Шиккард описывает и реализует в единственном экземпляре механическую счетную машину, предназначенную для выполнения четырех арифметических операций над шестиразрядными числами. 1642 г. - Б.Паскаль построил восьмиразрядную действующую модель счетной суммирующей машины. Впоследствии была создана серия из 50 таких машин, одна из которых являлась десятиразрядной. Так формировалось мнение о возможности автоматизации умственного труда. 1673 г. - немецкий математик Лейбниц создает первый арифмометр, позволяющий выполнять все четыре арифметических операции. 1881 г. - организация серийного производства арифмометров. Арифмометры использовались для практических вычислений вплоть до шестидесятых годов XX века. Английский математик Чарльз Бэббидж (Charles Babbage, 1792-1871) выдвинул идею создания программно-управляемой счетной машины, имеющей арифметическое устройство, устройство управления, ввода и печати. Первая спроектированная Бэббиджем машина, разностная машина , работала на паровом двигателе. Она заполняла таблицы логарифмов методом постоянной дифференциации и заносила результаты на металлическую пластину. Работающая модель, которую он создал в 1822 году, была шестиразрядным калькулятором, способным производить вычисления и печатать цифровые таблицы. Второй проект Бэббиджа - аналитическая машина , использующая принцип программного управления и предназначавшаяся для вычисления любого алгоритма. Проект не был реализован, но получил широкую известность и высокую оценку ученых. Аналитическая машина состояла из следующих четырех основных частей: блок хранения исходных, промежуточных и результирующих данных (склад - память); блок обработки данных (мельница - арифметическое устройство); блок управления последовательностью вычислений (устройство управления); блок ввода исходных данных и печати результатов (устройства ввода/вывода). Одновременно с английским ученым работала леди Ада Лавлейс (Ada Byron, Countess of Lovelace, 1815- 1852). Она разработала первые программы для машины, заложила многие идеи и ввела ряд понятий и терминов, сохранившихся до настоящего времени.

Этот последний способ подсчета или представления количества был тем, что привело к счету в его самой элементарной форме, которая состояла из лотка, покрытого пылью или песком, где были сделаны канавки. Также использовалась деревянная доска с резными щелями; в нем были помещены небольшие камни до достижения 10 в первом ряду; затем во втором ряду был помещен камень, и все первые были удалены, и, таким образом, была представлена первая группа из 10 предметов или вещей.

В каждой колонке есть пять бусинок или камней под перекладиной, каждая из которых представляет собой единицу, а две из них - пять единиц. Например, в десятничном столбце каждый из пяти представляет десять, а каждый из двух представляет учетные записи, которые должны быть включены как часть числа, помещаются рядом с перекладиной.

Электромеханический этап развития ВТ явился наименее продолжительным и охватывает около 60 лет - от первого табулятора Г.Холлерита до первой ЭВМ “ENIAC”. 1887 г. - создание Г.Холлеритом в США первого счетно-аналитического комплекса, состоящего из ручного перфоратора, сортировочной машины и табулятора. Одно из наиболее известных его применений - обработка результатов переписи населения в нескольких странах, в том числе и в России. В дальнейшем фирма Холлерита стала одной из четырех фирм, положивших начало известной корпорации IBM. Начало - 30-е годы XX века - разработка счетноаналитических комплексов. Состоят из четырех основных устройств: перфоратор, контрольник, сортировщик и табулятор. На базе таких комплексов создаются вычислительные центры. В это же время развиваются аналоговые машины. 1930 г. - В.Буш разрабатывает дифференциальный анализатор, использованный в дальнейшем в военных целях. 1937 г. - Дж. Атанасов, К.Берри создают электронную машину ABC. 1944 г. - Г.Айкен разрабатывает и создает управляемую вычислительную машину MARK-1. В дальнейшем было реализовано еще несколько моделей. 1957 г. - последний крупнейший проект релейной вычислительной техники - в СССР создана РВМ-I, которая эксплуатировалась до 1965 г.

Были разные типы счетов, поскольку они появились в разное время и в разных частях планеты, хотя их конструкции были разными, принцип работы был таким же. Несмотря на ограничения абаков, он представлял собой качественный скачок в процессе расчета в свое время, поскольку это было первое устройство, построенное для этих целей.

Калькулятор Паскаля

Это называется первой механической вычислительной машиной. Эта рудиментарная машина имела числа от 0 до 9, размещенные на вращающихся колесах, которые были индикаторами юнитов, десятки, сотни и находились рядом друг с другом, подобно стержням абаков. Способ выполнения операций состоял в следующем: когда сумма была сделана в колонке, это колесо повернулось для каждого из чисел, которые нужно было добавить, и результат был просмотрен через окно.

Электронный этап , начало которого связывают с созданием в США в конце 1945 г. электронной вычислительной машины ENIAC. В истории развития ЭВМ принято выделять несколько поколений, каждое из которых имеет свои отличительные признаки и уникальные характеристики. Главное отличие машин разных поколений состоит в элементной базе, логической архитектуре и программном обеспечении, кроме того, они различаются по быстродействию, оперативной памяти, способам ввода и вывода информации и т.д. Эти сведения обобщены ниже в таблице на c. 10. ЭВМ пятого поколения должны удовлетворять следующим качественно новым функциональным требованиям: 1) обеспечивать простоту применения ЭВМ путем эффективных систем ввода/вывода информации, диалоговой обработки информации с использованием естественных языков, возможности обучаемости, ассоциативных построений и логических выводов (интеллектуализация ЭВМ); 2) упростить процесс создания программных средств путем автоматизации синтеза программ по спецификациям исходных требований на естественных языках; усовершенствовать инструментальные средства разработчиков; 3) улучшить основные характеристики и эксплуатационные качества ЭВМ, обеспечить их разнообразие и высокую адаптируемость к приложениям.

Машина Бэббиджа

Хотя машина была очень несовершенной, у нее была заслуга быть первым механическим калькулятором, изобретенным человеком. Машина различий, которую многие считают предшественником современных калькуляторов, способна выполнять сложные математические операции, ее появление стало проблемой при разработке вычислительных приборов.

Из-за нехватки ресурсов эту машину невозможно было построить полностью, потому что их механизмы были очень сложными и дорогими. Тем не менее, принципы, на которых машина основывалась на своих расчетах, использовались на текущих компьютерах. По причинам до Бэббиджа он известен как предшественник вычислительных средств или дед по информатике.

Поколения ЭВМ	Характеристики
Поколения ЭВМ
Годы применения
Элементарная база	Эл. лампа, реле	Транзистор, параметрон
Kоличество ЭВМ в мире (шт.) Вклад Германа Холлерита Важным и решающим шагом оборудования, предшествующего компьютерам, стало появление оборудования учета с перфокартами. Это изобретение представляет статистический Герман Холлерит из Бюро переписи населения США. Машина, изобретенная Холлеритом, была пуансоном, снаряжением, с которым были пробиты карты; информация была взята из основных документов или моделей. Эту информацию нужно было оцифровать на клавиатуре компьютера, чтобы проколы были сделаны на карточках. Подготовка компьютеров Другой из машин, изобретенных этим ученым, был сортировщик с целью группировки информации для обработки данных. Он также создал команду, которая могла рассчитывать, то есть делать расчетные операции. Эта фирма заинтересовалась, и вскоре начались работы.			Десятки тысяч
Быстродействие (операций в секунду)				Более 10 7
Объем оперативной памяти				Более 16 Мб
Характерные типы ЭВМ поколения		Малые, средние, большие, специальные Он работал в сочетании электричества и механики с переключателями, называемыми реле. У этой машины была очень низкая рабочая скорость, так как сумма или вычитание двух чисел потребовало двух десятых секунды. Если мы сравним это оборудование с электронными машинами, мы пришли к выводу, что он был слишком медленным, однако у него была заслуга быть первой полностью автоматической машиной. Это эксплуатировалось днем и ночью в течение 15 лет. Первое поколение компьютеров Хранение и обработка данных внутри машины, а также контроль последовательности операций выполнялись с помощью электронной схемы. Однако, несмотря на то, что это оборудование работало, он мог сделать за один час то, что его механические эквиваленты заняли неделю работы.	Большие, средние, мини- и микроЭВМ	СуперЭВМ, ПK, специальные, общие, сети ЭВМ
Типичные модели поколения	EDSAC, ENIAC, UNIVAC, БЭСМ	RCA-501, IBM 7090, БЭСМ-6	IBM/360, PDP, VAX, ЕС ЭВМ, СМ ЭВМ	IBM/360, SX-2, IBM PC/XT/AT, PS/2, Cray
Носитель информации Наличие данных и программ на одном устройстве. Этот тип дизайна по-прежнему поддерживается сегодня на наших компьютерах. Эти команды, построенные с помощью вакуумных клапанов, известны в истории как компьютеры первого поколения, поскольку в технологическом плане в поколениях было подразделение электронных компьютеров. Они вторглись в большинство действий человека; В настоящее время все жители мира являются прямыми или косвенными иждивенцами использования компьютеров, таких как в банковских офисах, центрах, офисах, медицинских клиниках или больницах, фабриках и промышленных, административных учреждениях и офисах, лабораториях и многих других.	Перфокарта, перфолента	Магнитная лента		Гибкий, жесткий, лазерный диск, др.
Характерное программное обеспечение	Kоды, автокоды, ассемблеры	Языки программирования, АСУ, АСУТП	ППП, СУБД, САПР, ЯПВУ	БЗ, ЭС, системы параллельного программирования, др. Первое поколение На компьютерах первого поколения использовались луковицы для обработки. Операторы вводили их, и особенно через перфорации. Эти компьютеры состояли из вакуумных ламп, они выдавали много и имели относительно короткую жизнь, они были большими и тяжелыми. Они генерировали большую мощность, напряжение в трубах составляло 300 В, а возможность плавления была велика. Руководитель учебного модуля Изабель Мартинш. Основная цель курса - обеспечить обучение основам основных тем обработки изображений. Предполагается, что студент приобретет область аналитических и технических инструментов, необходимых для проектирования и анализа систем обработки изображений, полезных в нескольких областях техники. После успешного завершения курса студенты должны понимать концепцию цифрового представления изображения, понимать архитектуру и работу системы обработки изображений и знакомиться с фундаментальными методами, используемыми для улучшения изображения, восстановление изображений, анализ изображений и сжатие изображений.