Урок по информатике на тему Есептеуіш техниканы? даму тарихы

Есептеуіш техниканың даму тарихы Жоспар Компьютерлерге дейінгі кезеңАлғашқы есептеуіш машиналардың пайда болуыАлғашқы компьютерлерФон Нейман қағидаларыЭЕМ буындары (I-V…)Қазіргі сандық техника Түйілген жіптерден тұратын хабар жіберу әдісі (Оңтүстік Америка, VII ғасыр)басына тастар байланған жіптертүрлі-түсті жіптер (қызыл – әскерлердің саны, сары – алтын қоры)ондық санау жүйесі Алғашқы есептеу құралдары Сүйектерге салынған кертіктер («вестониялық сүйек», Чехия, б.з.д. 30 мың жыл) Суан-пан (Қытай) - VI ғасыр Абак (Ежелгі Рим) - V-VI ғасыр Шот (Ресей) – XVII ғасыр. Абак Соробан (Жапония) – XV-XVI ғасырлар Есептеу машиналарының алғашқы жобалары Леонардо да Винчи (XV ғасыр) – 13 разрядты сандарды қосуға арналған есептеу құрылғысың жобасы В. Шиккард (XVI ғасыр) – 6-разрядты сандарды қосуға және көбейтуге арналған құрылғының жобасы «Паскаль машинасы» (1642) Блез Паскаль (1623 - 1662) – қосу машинасын құрастырдыжетектер мен дөңгелектерден тұрды8-разрядты сандарды қосу және азайту амалдарын орындады Лейбниц машинасы (1672) Вильгельм Готфрид Лейбниц (1646 - 1716)қосу, алу, көбейту, бөлу12-разрядты сандар Аналитикалық машина Ч. Бэббидж (1821) Амалдарды автоматты түрде орындау («диірмен»)Берілгендерді сақтау үшін жад қолданылды («қойма»)Программаны машина жұмыс жасап тұрған кезде енгізу мүмкіндігіАлғашқы программа – Ада Лавлейс (1842)1960 жылдары құрастырылды Ғылымдағы төңкеріс Математикалық логика негіздері: Джордж Буль (1815 - 1864).Электронды-сәулелік түтік (Дж. Томсон, 1897)Вакуумдық шамдар (диод, триод)1906Триггер – биттерді сақтауға арналған құрылғы (М.А. Бонч-Бруевич, 1918).Математикалық логиканы компьютерлік техникада қолдану идеясы (К. Шеннон, 1936) Алғашқы компьютерлер 1937-1941. Конрад Цузе компьютерлері: Z1, Z2, Z3, Z4.электромеханикалық реле (екі күйде болатын құрылғылар)екілік санау жүйесібульдік алгебраны қолдануберілгендерді кинолентадан енгізу1939-1942. Электронды шамды компьютердің алғашқы үлгісі, Дж. Атанасоффекілік санау жүйесі29 сызықтық теңдеулер жүйесін шешу «Марк-I» (1944) Құрастырушы – Говард Айкен (1900-1973)АҚШ-тағы алғашқы автоматты компьютер:ұзындығы 17 м, салмағы 5 тонна75 000 электронды шам3000 механикалық релекөбейту – 3 секунд, бөлу – 12 секунд Ал мынау – программа… «Марк-I» (1944) Берілгендерді қағаз лентада сақтау Фон Нейман қағидалары («EDVAC машинасы туралы алдын-ала баяндама», 1945) Екілік кодтау қағидасы: ЭЕМ-дегі барлық мәлімет екілік санау әдісімен кодталады.Программалық басқару қағидасы: программа автоматты түрде бірінен кейін бірі орындалатын командалар жиынтығынан тұрады және бұл командаларды процессор алдын ала белгіленген нұсқау бойынша орындайдыБіртекті жад қағидасы: есептеуге қажетті деректер мен программа жадтың бір жерінде сақтаулы тұрады Адрестеу қағидасы: компьютердің жады әрқайсысы нөмірленген ұяшықтардан тұрады, процессор кез келген мезетте кез келген ұяшықпен байланыса алады Компьютер буындары I буын (1945 - 1955)электронды-вакуумды шамдарII буын (1955 - 1965)транзисторларIII буын (1965 - 1980)интегралды микросхемаларIV буын (1980 - …)үлкен және өте үлкен интегралды схемалар (ҮИС және ӨҮИС) ЭЕМ-нің бірінші буыны(1945-1955) электронды шамдармен жұмыс істедіесептеу жылдамдығы секундына 10-20 мың операцияәр машинаның өз тілі болдыоперациялық жүйелер болған жоқенгізу және шығару: перфоленталар,перфокарталар, магнитті таспалар «ЭНИАК» (1946) Құрастырушылар – Дж. Моучли және П. ЭккертЭлектронды шамдармен жұмыс істеген алғашқы компьютер:ұзындығы 26 м, салмағы 35 тоннақосу – 1/5000 сек, бөлу – 1/300 секондық санау жүйесі10-разрядты сандарбасты қиындығы – программаларды енгізу С.А. Лебедев компьютерлері 1951. МЭСМ – малая электронно-счетная машина 6 000 электронды шам3 000 операция/секекілік жүйе1952. БЭСМ – большая электронно-счетная машина5 000 электронды шам10 000 операция/сек ЭЕМ-нің екінші буыны(1955-1965) жартылай өткізгіш элементтер – транзисторлар (1948, Дж. Бардин, У. Брэттейн и У. Шокли)жылдамдығы секундына 10-200 мың операцияалғашқы операциялық жүйелералғашқы программалау тілдері: Фортран (1957), Алгол (1959)мәліметтерді сақтау құралдары: магниттік барабандар, магниттік дискілер ЭЕМ-нің екінші буыны(1955-1965) 1953-1955. IBM 604, IBM 608, IBM 7021965-1966. БЭСМ-660 000 транзистор200 000 диодсекундына 1 млн. операцияжад – магнитті таспа, магнитті барабан ЭЕМ-нің үшінші буыны(1965-1980) интегралды микросхемалар (1958, Дж. Килби)есептеу жылдамдығы секундына 1 млн. операцияға дейінжедел жад – жүздеген мың байтоперациялық жүйелер – жадты,құрылғыларды, процессор уақытын басқарупрограммалау тілдері Бэйсик (1965), Паскаль (1970, Н. Вирт), Си (1972, Д. Ритчи)программалар үйлесімділігі IBM мэйнфреймдері 1964. IBM фирмасының IBM/360 компьютеріүлкен универсалды компьютерлер (мэйнфреймдер)кэш-жадкомандаларды конвейерлік өңдеуоперациялық жүйе OS/3601 байт = 8 бит ( 4 немесе 6 емес!)1970. IBM/3701990. IBM/390 ЕС компьютерлері ЭЕМ (КСРО) 1971. ЕС-1020секундына 20 мың операцияжад 256 Кб1977. ЕС-1060секундына 1 млн. операцияжад 8 Мб1984. ЕС-1066секундына 5,5 млн. операцияжад 16 Мб Мини-компьютерлер DEC фирмасының PDP сериясыбағасы арзанпрограммалауы оңайграфикалық экраншағын машиналар жүйесі – СМ ЭЕМ (КСРО)секундына 3 млн. операцияға дейін жад 5 Мб ЭЕМ-нің төртінші буыны(1980-…) үлкен және аса үлкен интегралды схемалардан (ҮИС, АҮИС) тұратын компьютерлердербес компьютерлерқарапайым пайдаланушылардың пайда болуы, графикалық интерфейстің қажеттілігіәрекет ету жылдамдығы секундына 1 млрд. операциядан жоғарыоперативті жад – бірнеше гигабайткөппроцессорлық жүйекомпьютерлік желілермультимедиа мүмкіндіктері (графика, анимация, дыбыс) Суперкомпьютерлер 1972. «ILLIAC-IV» (АҚШ)секундына 20 млн. операциякөппроцессорлық жүйе1976. «Cray-1» (АҚШ)секундына 166 млн. операцияжад 8 Мбвекторлық есептеулер1980. «Эльбрус-1» (КСРО)секундына 15 млн. операция жад 64 Мб1985. «Эльбрус-2» (КСРО)8 процессорсекундына 125 млн. операцияжад 144 Мбсумен салқындату Суперкомпьютерлер 1985. «Cray-2»секундына 2 млрд. операция1989. «Cray-3»секундына 5 млрд. операция1995. «GRAPE-4» (Жапония)1692 процессорсекундына 1,08 трлн. операция2002. «Earth Simulator» (NEC)5120 процессорсекундына 36 трлн. операция2007. «BlueGene/L» (IBM)212 992 процессорсекундына 596 трлн. операция Микропроцессорлар 1971. Intel 4004 микропроцессоры 4-биттік ақпарат2250 транзисторсекундына 60 тыс. операция1974. Intel 8080 микропроцессоры8-биттік ақпаратсандарды бөлу Алғашқы микрокомпьютер 1974. Микрокомпьютер «Альтаир-8800» (Э. Робертс)1975. Б. Гейтс және П. Аллен «Альтаирға» қажетті Бейсик тілінің трансляторын жазды «Apple» компьютерлері 1976. «Apple-I» С. Возняк және С. Джобс 1977. «Apple-II» - 1980-жылдары барлық АҚШ мектептерінде қолданылдытактілік жиілігі 1 МГцжад 48 Кбтүрлі-түсті графикадыбысБейсик тілі кірістірілгенVisiCalc алғашқы электронды кестесі «Apple» компьютерлері 1983. «Apple-IIe»жад 128 Кбиілгіш дискілерден тұратын 5,25 дюймдік 2 дискжетек1983. «Lisa»тышқанмен басқарылған алғашқы компьютер1984. «Apple-IIc»портативті компьютерсұйық кристалды дисплей PowerMac G3 (1997) PowerMac G4 (1999) iMac (1999) PowerMac G4 Cube (2000) «Apple» компьютерлері 1984. «Macintosh»жүйелік блок пен монитор бір корпустақатқыл диск жоқ3,5 дюймдік дискеталар1985. «Macintosh-қа» арналған Excel1992. PowerBook1994. PowerPC процессорларына көшу(Apple, IBM, Motorolla) IBM PC компьютерлері 1. Монитор2. Жүйелік тақша3. Процессор4. ЖЖҚ5. Ұлғайту карталары6. Қоректендіру блогы7. CD, DVD дискжетектері8. Винчестер9. Пернетақта10. Тышқан Ашық архитектура қағидасы Компьютер конструктор секілді жекелеген бөлшектерден құрастырылады.Осы бөлшектерді біріктіру әдістері мен осыған қажетті ақпаратқа кез-келген адам қол жеткізеді.Қосымша құрылғыларды өндірушілердің көптігі. Кез-келген қолданушы өз талғамына немесе қажетіне сай компьютерді өзі құрастыра алады IBM PC компьютерлері 1981. IBM 5150Intel 8088 процессорыжиілік 4,77 МГцжад 64 Кбиілгіш дискілер 5,25 дюйм1983. IBM PC XTжад 640 Кбвинчестер 10 Мб1985. IBM PC ATIntel 80286 процессорыжиілік 8 МГцвинчестер 20 Мб IBM PC-ға арналған Intel процессорлары 1985. Intel 80386275 000 транзисторвиртуалды жад1989. Intel 804861,2 млн. транзистор1993-1996. Pentiumжиілігі 50-200 МГц арасында1997-2000. Pentium-II, Celeron7,5 млн. транзисторжиілігі 500 МГц-ке дейін1999-2001. Pentium-III, Celeron28 млн. транзисторжиілігі 1 ГГц-ке дейін2000-… Pentium 442 млн. транзисторжиілігі 3,4 ГГц-ке дейін IBM PC-ға арналған AMD процессорлары 1995. K5 (Pentium аналогы)1997. K6жиілігі 450 МГц1999-2000. Athlon K7 (Pentium-III)жиілігі 1 ГГц-ке дейінMMX, 3DNow!2000-... Duron (Celeron)жиілігі 1,8 ГГц-ке дейін2001-.. Athlon XP (Pentium 4)2003-… Opteron (серверлер)жиілігі 3 ГГц-ке дейін 2004-… Sempron (Celeron D)жиілігі 2 ГГц-ке дейін Microsoft Windows 1985. Windows 1.0көпміндеттіграфикалық интерфейс1992. Windows 3.1виртуалды жад1993. Windows NTкәсіби ОЖфайлдық жүйе NTFS1995. Windows 95файлдың ұзын аттарыауыспалы көпмақсаттылықFAT32 файлдық жүйесі1998. Windows 982000. Windows 2000, Windows Me2001. Windows XP.2003. Windows 2003 Server2006. Windows Vista Мультимедиа Multi-Media – ақпарат алмасу үшін әртүрлі тәсілдерді (мәтін, дыбыс, графика, видео, анимация, интерактивтілік)қолдану 1985. «Amiga-1000»Motorolla 7 МГц процессоры8 Мб жад4096 түсті дисплейтышқанкөпміндетті ОЖ4-арналы стереодыбысPlug and Play технологиясы(autoconfig) CD/DVD дискжетегі Видеокарта TV-тюнер Дыбыстық карта Дыбыс колонкалары Құлаққап Джойстик Руль Виртуалды нақтылық дулығасы Геймпад Микрофон Мультимедиа құрылғылары Ноутбук ҚДК – қалталық дербес компьютер MP3-плеер Электронды жазба кітапшасы GPS-навигатор Мультимедиялық проектор Сандық фотоаппарат Сандық видеокамера Қазіргі заманғы сандық техника Компьютерлердің V буыны - ?(Жапония, 1980-жылдар) Мақсат – жасанды интеллект қызметін атқаратын суперкомпьютер құрастыруЖобаның негізгі сипаты:барлық мәліметті логикалық тәсілдермен өңдеу (Пролог тілі)өте үлкен мәліметтер қорыпараллель есептеулер мүмкіндігін қолданубөліп есептеу әдісікомпьютермен дауыстап «сөйлесу»программалық жабдықтарды аппараттық жабдықтарға біртіндеп ауыстыруПроблемалар:жүйенің өздігінен даму идеясы іске асқан жоқпрограммалық және аппараттық жабдықтардың балансын қате бағалаудәстүрлі компьютерлер бұдан да жоғары жетістіктерге қол жеткіздітехнологиялардың сенімсіздігіинтернеттің дамуы – мәліметтерді сақтаудың жаңа моделі50 млрд. йен қаражат жұмсалды Проблемалар мен перспективалар Проблемалар:техникалық құрылғылар жылдамдықтың шегіне жақындайдыпрограммалық қамсыздандырудың күрделілігі техникаға деген сенімділікті азайтадыПерспективалар:кванттық компьютерлер кванттық механиканың әсеріпараллель есептеулероптикалық компьютерлер («мұздатылған сәуле»)ДНК негізіндегі биологиялық компьютерлерферменттердің қатысуымен орындалатын химиялық реакциясекундына 330 трлн. операция