1 of 44

Історія обчислювальних пристроїв. Види сучасних комп’ютерів та їх застосування

Нова українська школа

Урок 6

Інформатика 8

teach-inf.com.ua

за підручником

Бондаренко О.О. та ін.

2 of 44

Історія опрацювання інформаційних об’єктів

Люди здавна розробляли засоби для полегшення опрацювання інформації, зокрема різних інформаційних об’єктів:

звук

зображення

текст

числа

Розділ 1

§ 5

3 of 44

Етапи розвитку обчислювальних засобів

Залежно від технологій розрізняють кілька етапів.

Домеханічний етап

Механічний

етап

Електронний

етап

Розділ 1

§ 5

4 of 44

Етапи розвитку обчислювальних засобів

На домеханічному етапі люди використовували для лічби різні підручні засоби: камінці, мотузки, зерна тощо.

Згодом вони винайшли і почали використовувати найпростіші обчислювальні пристрої, наприклад, абак і його різновиди.

Розділ 1

§ 5

5 of 44

Етапи розвитку обчислювальних засобів

На механічному етапі, з розвитком промисловості й торгівлі було створено низку механічних пристроїв для обчислень. Попри простоту конструкції, вони допомагали значно прискорити розрахунки.

Розділ 1

§ 5

6 of 44

Етапи розвитку обчислювальних засобів

Біля витоків механічної обчислювальної техніки стояли відомі науковці, інженери і дослідники.

Леонардо

да Вінчі

Блез

Паскаль

Ґотфрид

Лейбніц

Чарлз

Беббідж

Ада

Лавлейс

Розділ 1

§ 5

7 of 44

Етапи розвитку обчислювальних засобів

Перший відомий ескіз механічного обчислювального пристрою близько 1500 року виконав італійський винахідник, інженер і художник Леонардо да Вінчі.

Розділ 1

§ 5

8 of 44

Етапи розвитку обчислювальних засобів

Перший відомий діючий пристрій для додавання та віднімання чисел («паскаліну») розробив і виготовив у 1642 році Блез Паскаль — згодом відомий французький учений.

Розділ 1

§ 5

9 of 44

Етапи розвитку обчислювальних засобів

У 1673–1710 роках Ґотфрід Вільгельм Лейбніц розробив механічний калькулятор, здатний швидко виконувати 4 арифметичні операції навіть з великими числами. Він також описав двійкову систему числення, яка є основою роботи сучасних комп’ютерів.

Розділ 1

§ 5

10 of 44

Етапи розвитку обчислювальних засобів

У 1833 році англійський математик Чарльз Беббідж розробив проєкт програмованої обчислювальної машини.

Розділ 1

§ 5

11 of 44

Етапи розвитку обчислювальних засобів

Опис та програму для машини Беббіджа склала його учениця Ада Лавлейс — її й вважають першим у світі програмістом.

Розділ 1

§ 5

12 of 44

Етапи розвитку обчислювальних засобів

У 1938 році німецький інженер Конрад Цузе побудував першу електромеханічну програмовану цифрову машину.

Розділ 1

§ 5

13 of 44

Етапи розвитку обчислювальних засобів

На електронному етапі створено комп'ютери, розвиток яких триває й нині. Значний внесок у вдосконалення обчислювальної техніки зробили такі провідні IT-корпорації світу, як:

Комп’ютер із приладу, цікавого спочатку лише науковцям, наразі перетворився на цілком буденну річ.

Intel

IBM

AMD

Apple та ін.

Розділ 1

§ 5

14 of 44

Основні етапи розвитку комп’ютерів

Нинішні комп’ютери дуже різноманітні. Вони відрізняються особливостями архітектури, швидкістю обчислень, призначенням і багатьма іншими ознаками.

Цьому розмаїттю передувала захоплива історія розвитку комп’ютерів як універсального засобу для роботи з різними інформаційними об’єктами.

Розділ 1

§ 5

15 of 44

Основні етапи розвитку комп’ютерів

Комп’ютери поділяють на кілька поколінь за елементною базою.

Комп’ютери першого покоління (40-ві роки XX ст.) виготовляли з використанням електронних ламп. Швидкодія цих комп'ютерів не перевищувала 20 тис. операцій за секунду.

Розділ 1

§ 5

16 of 44

Основні етапи розвитку комп’ютерів

Перші комп’ютери створено в різних країнах у 40–50-ті роки ХХ століття:

Z3 (Німеччина, 1941)

Colossus (Велика Британія, 1943)

Harvard Mark І

(США, 1944)

МЕСМ (СРСР, 1950)

Розділ 1

§ 5

17 of 44

Основні етапи розвитку комп’ютерів

Академік

Сергій Лебедєв — творець першого в континентальній Європі комп’ютера.

Розділ 1

§ 5

18 of 44

Основні етапи розвитку комп’ютерів

Під його керівництвом 1951 року в Києві створено електронну обчислювальну машину «МЕСМ» (Мала електронна обчислювальна машина).

Розділ 1

§ 5

19 of 44

Основні етапи розвитку комп’ютерів

Транзистори

Комп’ютери другого покоління (50-тір роки XX ст.) з’явились із винайденням транзисторів.

Розміри комп’ютерів зменшились у десятки разів, а їх швидкодія досягла 100 тис. операцій за секунду.

Розділ 1

§ 5

20 of 44

Основні етапи розвитку комп’ютерів

У 60-х роках XX ст. в Інституті кібернетики Академії наук України створено серію машин для інженерних розрахунків (скорочено МІР). Колектив очолював Віктор Глушков, автор фундаментальних праць у галузі кібернетики, математики та обчислювальної техніки.

Розділ 1

§ 5

21 of 44

Основні етапи розвитку комп’ютерів

Комп’ютери третього покоління з’явилися із появою інтегральних схем.

У таких схемах на одній кремнієвій кристалічній пластині площею до 1 см² розміщуються тисячі елементів. Розміри комп'ютерів ще зменшилися, а їх швидкодія досягла мільйонів операцій за секунду.

Інтегральна схема

Розділ 1

§ 5

22 of 44

Основні етапи розвитку комп’ютерів

Комп’ютери четвертого покоління виникли завдяки розробці великих інтегральних схем, мікропроцесорів.

Такі схеми на кристалічній пластині площею близько 1 см² розміщуються сотні мільйонів елементів. Швидкодія комп'ютерів досягла мільярдів операцій за секунду. Розміри ще зменшилися, комп'ютери стали настільними.

Розділ 1

§ 5

23 of 44

Основні етапи розвитку комп’ютерів

Один із перших персональних комп’ютерів (ПК) створили в 1976 році Стів Джобс і Стів Возняк, засновники Apple Computer, США.

Розділ 1

§ 5

24 of 44

Основні етапи розвитку комп’ютерів

Перший комп’ютер компанії — Apple І

мав процесор, який працював на частоті 1 МГц;

оперативну пам’ять обсягом 4 КіБ;

постійну пам’ять обсягом 256 Б.

Розділ 1

§ 5

25 of 44

Основні етапи розвитку комп’ютерів

У всьому світі триває розробка комп’ютерів п’ятого покоління, основною перевагою яких буде надпродуктивність — значно більша швидкість обчислень за менших енерговитрат.

Можливо, це будуть так звані квантові комп'ютери.

Розділ 1

§ 5

26 of 44

Основні етапи розвитку комп’ютерів

Можливо, комп’ютерами п’ятого покоління стануть штучно створені біологічні системи, біопроцесорами в яких та пристроями пам’яті слугуватимуть молекули ДНК, білкові молекули тощо.

Розділ 1

§ 5

27 of 44

Основні етапи розвитку комп’ютерів

Ідею комп’ютера на базі ДНК запропонував американський вчений Леонард Адлеман у 1994 році. Нині в кількох країнах тривають дослідження в галузі біокомп’ютерних технологій.

Розділ 1

§ 5

28 of 44

Основні етапи розвитку комп’ютерів

Від 1980 року розвивається галузь квантових обчислень. Наприкінці 2020 року китайські вчені повідомили, що прототип квантового комп’ютера Цзю Чжан за 200 с виконав обчислення, на які звичайному суперкомп’ютеру знадобилося б 1 млрд років.

Розділ 1

§ 5

29 of 44

Види сучасних комп’ютерів

Сучасні комп’ютери відрізняються обчислювальними ресурсами.

Суперкомп’ютери — багатопроцесорні комп’ютерні системи, призначені для здійснення складних обчислень.

Розділ 1

§ 5

30 of 44

Види сучасних комп’ютерів

Найпотужніші в Україні комп’ютери мають центри суперкомп’ютерних обчислень у:

Національному технічному університеті «Київський політехнічний інститут імені

Ігоря Сікорського»

Інституті кібернетики імені

В. М. Глушкова НАН України

Київському національному університеті імені Тараса Шевченка

Розділ 1

§ 5

31 of 44

Види сучасних комп’ютерів

Рейтинг найпотужніших суперкомп’ютерів світу постійно змінюється. Так, японський суперкомп’ютер Fugaku утримував першість два роки.

А в 2022 році поступився суперкомп’ютеру Frontier, встановленому в Оук-Риджській національній лабораторії США. Frontier перетнув рубіж в 1 ексафлопс (1 квінтильйон операцій на секунду) і станом на 2024 рік очолював рейтинг.

Розділ 1

§ 5

32 of 44

Види сучасних комп’ютерів

Проте в листопаді 2024 року найшвидшим у світі став американський суперкомп’ютер El Capitan.

Розділ 1

§ 5

33 of 44

Види сучасних комп’ютерів

Мейнфрейми — високопродуктивні надійні сервери з великим обсягом пам’яті, призначені для використання в критично важливих системах (наприклад, керування електростанціями, продаж квитків, хмарні технології тощо).

Розділ 1

§ 5

34 of 44

Види сучасних комп’ютерів

Мікрокомп’ютери призначені для реалізації простих задач керування, наприклад побутовою технікою.

Розділ 1

§ 5

35 of 44

Види сучасних комп’ютерів

Персональні комп’ютери (ПК) призначені для використання однією людиною, тобто для персонального користування.

Розділ 1

§ 5

36 of 44

Види сучасних комп’ютерів

Конструкції та розміри ПК досить різноманітні.

Розділ 1

§ 5

37 of 44

Види сучасних комп’ютерів

ПК вибирають, зважаючи на потреби людини, яка його використовуватиме:

офісним працівникам достатньо комп’ютера з мінімальними можливостями

кіберспортсмени для тренувань у сучасних комп’ютерних іграх потребують потужнішого обладнання

Завдяки зменшенню розмірів і збільшенню швидкодії кількість комп’ютерів у світі стрімко зростає.

Розділ 1

§ 5

38 of 44

Види сучасних комп’ютерів

Без комп’ютерів складно уявити наш побут та дозвілля. Набувають поширення нові види комп’ютерів:

роботизовані іграшки

рботи-домашні помічники

Розділ 1

§ 5

39 of 44

Види сучасних комп’ютерів

Автоматика «розумного будинку» здатна діяти замість людини,

спростити побутові складнощі людям

похилого віку,

особам з інвалідністю.

Розділ 1

§ 5

40 of 44

Питання для самоперевірки

Назвіть етапи розвитку обчислювальних засобів.

Коли створено перші комп’ютери?

Як із часом змінювалася елементна база комп’ютерів?

Яка елементна база персональних комп’ютерів?

Хто є основоположником розробки комп’ютерів в Україні?

Стисло опишіть види сучасних комп’ютерів.

Розділ 1

§ 5

41 of 44

Розгадайте ребус

Транзистор

Розділ 1

§ 5

42 of 44

Домашнє завдання

Проаналізувати

с. 30-35

Розділ 1

§ 5

43 of 44

Працюємо за комп’ютером

Сторінка

35

Розділ 1

§ 5

44 of 44

Успіхів�у навчанні!

Нова українська школа

Урок 6

Інформатика 8

teach-inf.com.ua

за підручником

Бондаренко О.О. та ін.