1 of 25

Информатика и общество

§ 35. История и перспективы развития компьютеров

1

© К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018 http://kpolyakov.spb.ru

2 of 25

Древние средства счёта

2

Абак (Древний Рим) – V-VI в.

​

​

Счеты (Россия) – XVII в.

​

​

Кости с зарубками �(«вестоницкая кость», Чехия, 30 тыс. лет до н.э)

​

​

Узелковое письмо (Южная Америка, VII век н.э.)

​

​

Информатика и общество, 9 класс

© К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018 http://kpolyakov.spb.ru

3 of 25

Паскалина (1645)

3

  • машина построена!
  • зубчатые колеса
  • десятичная система
  • сложение и вычитание �8-разрядных чисел

Блез Паскаль (1623-1662)

’

Информатика и общество, 9 класс

© К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018 http://kpolyakov.spb.ru

4 of 25

Машины Бэббиджа

4

Первая программа – вычисление

чисел Бернулли («цикл», «рабочая ячейка», условные переходы)

1979 – язык программирования Ада

Разностная машина (1822)

Аналитическая машина (1834)

  • «мельница» (автоматическое выполнение вычислений)
  • «склад» (хранение данных)
  • «контора» (управление)
  • ввод данных и программы с �перфокарт
  • ввод программы «на ходу»

Чарльз Бэббидж

(1791-1871)

Ада Лавлейс

(1815-1852)

Информатика и общество, 9 класс

© К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018 http://kpolyakov.spb.ru

5 of 25

I поколение ЭВМ (1945 – 1955)

5

  • на электронных лампах

​

​

​

​

  • быстродействие 10-20 тыс. операций в секунду
  • каждая машина имеет свой язык
  • нет операционных систем
  • ввод и вывод: перфоленты, �перфокарты, магнитные �ленты

​

Информатика и общество, 9 класс

© К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018 http://kpolyakov.spb.ru

6 of 25

ЭНИАК (1944)

6

Electronic Numerical Integrator And Computer

Дж. Моучли и П. Эккерт

Первый компьютер общего назначения:

    • 18000 электронных ламп
    • длина 26 м, вес 35 тонн
    • 5000 сложений и 350 умножений в секунду
    • десятичная система счисления
    • 10-разрядные числа

​

​

Информатика и общество, 9 класс

© К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018 http://kpolyakov.spb.ru

7 of 25

II поколение ЭВМ (1955 – 1965)

7

  • на полупроводниковых �транзисторах �(1947, Дж. Бардин, У. Брэттейн �и У. Шокли)
  • 10-200 тыс. операций в секунду
  • первые операционные системы
  • первые языки программирования: Фортран (1957), Алгол (1959)
  • средства хранения информации: �магнитные барабаны, магнитные диски

​

Информатика и общество, 9 класс

© К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018 http://kpolyakov.spb.ru

8 of 25

I поколение ЭВМ (1945 – 1955)

8

  • ЭНИАК (1946)
  • МЭСМ (Малая электронная �счётная машина, 1951)
  • БЭСМ (Большая, или Быстродействующая, �электронная счётная машина, 1952)
  • Стрела (1953)
  • Урал (1954)
  • М-20 (1959)

Информатика и общество, 9 класс

© К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018 http://kpolyakov.spb.ru

9 of 25

II поколение ЭВМ (1955 – 1965)

9

  • TX-0 (США, 1955)
  • Наири (1964 г.)
  • МИР (Машина инженерных �расчётов, 1965 г.)
  • Атлас (Великобритания, 1961)
  • Стретч (США, 1960),
  • CDC 6600 (США, 1964)
  • БЭСМ-6 (СССР, 1967)

БЭСМ-6

TX-0

Информатика и общество, 9 класс

© К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018 http://kpolyakov.spb.ru

10 of 25

III поколение ЭВМ (1965 – 1975)

10

  • на интегральных микросхемах �(1958, Дж. Килби)
  • быстродействие до 1 млн. �операций в секунду
  • оперативная памяти – сотни Кбайт
  • операционные системы – управление памятью, устройствами, временем процессора
  • языки программирования Бэйсик (1965), �Паскаль (1970, Н. Вирт), Си (1972, Д. Ритчи)
  • семейства ЭВМ, совместимость программ

Информатика и общество, 9 класс

© К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018 http://kpolyakov.spb.ru

11 of 25

III поколение ЭВМ (1965 – 1975)

11

Мэйнфреймы – большие универсальные компьютеры

1964. IBM/360 фирмы IBM.

    • кэш-память
    • конвейерная обработка �команд
    • операционная система �OS/360
    • 1 байт = 8 битов
    • разделение времени

1970. IBM/370

1990. IBM/390

Информатика и общество, 9 класс

© К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018 http://kpolyakov.spb.ru

12 of 25

Компьютеры III поколения в СССР

12

1971. ЕС-1020

    • 20 тыс. оп/c
    • память 256 Кб

1977. ЕС-1060

    • 1 млн. оп/c
    • память 8 Мб

1984. ЕС-1066

    • 5,5 млн. оп/с
    • память 16 Мб

​

магнитные ленты

принтер

Информатика и общество, 9 класс

© К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018 http://kpolyakov.spb.ru

13 of 25

Мини-ЭВМ

13

Серия PDP фирмы DEC

    • меньшая цена
    • проще программировать
    • графический экран

СМ ЭВМ – система малых �машин (СССР)

    • до 3 млн. оп/c
    • память до 5 Мб

​

Информатика и общество, 9 класс

© К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018 http://kpolyakov.spb.ru

14 of 25

IV поколение ЭВМ (после 1975)

14

  • 1971 г., М. Хофф� микропроцессор Intel 4004
  • компьютеры на больших и �сверхбольших интегральных схемах �(БИС, СБИС)
  • суперкомпьютеры
  • персональные компьютеры
  • «дружественный» интерфейс
  • оперативная памяти – до нескольких гигабайт
  • многопроцессорные системы
  • компьютерные сети
  • мультимедиа (графика, анимация, звук)

Информатика и общество, 9 класс

© К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018 http://kpolyakov.spb.ru

15 of 25

Персональные компьютеры

15

1974 8-битный микропроцессор

Intel 8080 специально для ПК

1975 первый ПК Altair 8080 (Г.Э. Робертс)

1975 транслятор Altair Basic (Билл Гейтс)

IBM-5150 (1981 г.)

Apple-I (1976 г.)

Commodore PET �(1977 г.)

Информатика и общество, 9 класс

© К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018 http://kpolyakov.spb.ru

16 of 25

Суперкомпьютеры

16

1976. Cray-1 (США)

    • 166 млн. оп/c
    • память 8 Мб
    • векторные вычисления

2009. «Ломоносов» (Россия)

    • 1700 Тфлопс (2012)
    • 78660 ядер (многоядерные процессоры)
    • 31-е место в рейтинге TOP-500 (2013 г.)

2013. «Tianhe-2» (Китай)

    • 55 Пфлопс
    • 1-е место в рейтинге TOP-500 (2013 г.)

Информатика и общество, 9 класс

© К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018 http://kpolyakov.spb.ru

17 of 25

Суперкомпьютеры (применение)

17

  • исследование климата
  • создание математических моделей молекул
  • синтез новых материалов и лекарств
  • расчёт процессов горения и взрыва
  • моделирование обтекания летательных аппаратов
  • моделирование ситуаций в экономике
  • расчёты процессов нефте- и газодобычи
  • проектирование новых электронных устройств

Информатика и общество, 9 класс

© К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018 http://kpolyakov.spb.ru

18 of 25

Прогресс: типы данных

18

I поколение: числа

II поколение: + символы

III поколение: + графические данные

IV поколение: + аудио- и видеоданные

Мультимедиа – одновременное использование различных форм представления информации (графика, текст, видео, фотографии, анимация, звук и т. д.) и их объединение в одном объекте.

Информатика и общество, 9 класс

© К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018 http://kpolyakov.spb.ru

19 of 25

Прогресс: внешние устройства

19

I поколение:

штекеры и переключатели, �индикаторные лампочки, �устройства ввода с перфокарт

​

​

​

​

II поколение:

перфоленты, магнитные ленты,�печатающие устройства

Информатика и общество, 9 класс

© К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018 http://kpolyakov.spb.ru

20 of 25

Прогресс: внешние устройства

20

III поколение:

магнитные диски, текстовые и графические мониторы, графопостроители

​

​

​

​

IV поколение:

оптические диски, мышь, джойстик, шлемы виртуальной реальности и др.

29 Мбайт

Информатика и общество, 9 класс

© К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018 http://kpolyakov.spb.ru

21 of 25

Прогресс: программное обеспечение

21

I поколение:

программы в машинных кодах, стандартного ПО нет

II поколение:

первые языки программирования: Фортран (1957), Алгол (1960)

III поколение:

операционные системы, пакеты прикладных программ

IV поколение:

разнообразное ПО, управление с помощью графического интерфейса (меню, кнопок и т.п.)

Информатика и общество, 9 класс

© К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018 http://kpolyakov.spb.ru

22 of 25

Проблемы и перспективы

22

Проблемы:

    • приближение к физическому пределу быстродействия
    • сильный нагрев
    • дальше очень сложно уменьшать размеры элементов
    • сложность программного обеспечения приводит к снижению надежности

Перспективы:

    • квантовые компьютеры
      • эффекты квантовой механики
      • параллельность вычислений
      • 2013 – компьютер D-Wave Two, �512 кубит, в 3600 раз быстрее �обычных компьютеров

D-Wave Two (2013)

Информатика и общество, 9 класс

© К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018 http://kpolyakov.spb.ru

23 of 25

Проблемы и перспективы

23

    • оптические компьютеры
      • источники света – лазеры, свет проходит �через линзы
      • параллельная обработка (все �пиксели изображения одновременно)
      • военная техника и обработка видео
      • Enlight256 (2003) – 8 Тфлопс
    • биокомпьютеры
      • ячейки памяти – молекулы сложного �строения (например, ДНК)
      • обработка = химическая реакция с �участием ферментов
      • 330 трлн. операций в секунду

​

Enlight256 (2003)

Информатика и общество, 9 класс

© К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018 http://kpolyakov.spb.ru

24 of 25

Информационная культура

24

Для общества – способность общества

    • эффективно использовать информационные ресурсы и средства обмена информацией
    • применять передовые достижения в области информационных технологий

Для человека – умение

    • формулировать потребность в информации
    • находить нужную информацию
    • отбирать и анализировать информацию
    • представлять информацию в разных видах;
    • обрабатывать информацию
    • использовать информацию для принятия решений

Нормы права и морали действуют по-прежнему!

!

Информатика и общество, 9 класс

© К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018 http://kpolyakov.spb.ru

25 of 25

Источники иллюстраций

25

  1. http://20th.su
  2. http://fi.edu
  3. http://www.clasohlson.com
  4. http://cedmagic.com
  5. http://culturespike.com
  6. http://geekapple.ru
  7. http://oldcomputers.net
  8. http://rulinia.ru
  9. http://computerhistory.org
  10. http://cpu-world.com
  11. http://phys.org
  12. http://dkws.narod.ru
  13. http://en.wikipedia.org
  14. http://ru.wikipedia.org
  15. иллюстрации художников издательства «Бином»
  16. авторские материалы

Информатика и общество, 9 класс

© К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018 http://kpolyakov.spb.ru