Лекция №4 История и направление развития вычислительной техники История развития компьютеров
Слово «компьютер» означает вычислитель, т.е. устройство для вычислений. Первые вычислители известны очень давно (в качестве них использовались камешки, палочки ), 1500 лет назад появились счеты. В 17 веке для вычислений стали использовать механические устройства – арифмометры. (В 1642 г. Паскаль изобрел арифмометр, выполняющий сложение чисел, а в 1673 г. – Лейбниц сконструировал арифмометр на 4 арифметических действия).
В 19 веке арифмометры получили широкое распространение, на них выполнялись уже довольно сложные математические расчеты.
В первой половине 19 века английский математик Чарльз Бэббидж попытался построить универсальное вычислительное устройство, информация в которое вводилась с помощью перфокарт, но оно не было закончено, т.к. оказалось очень сложным для техники того времени. В 1943 г. американец Говард Эйкен
построил вычислительную машину «Марк 1» на основе электромеханических реле и идей Бэббиджа. Начиная с 1943 г., разработку вычислительной машины ENIAC вела группа специалистов под руководством Джона Мочли и Преспера Экерта на базе электронных ламп, которые работала в тысячу раз быстрее чем «Марк-1», но требовала очень много времени для задания в нее программы (она вводилась с помощью определенным образом подсоединенных проводов). Чтобы упростить процесс задания программы Мочли и Экерт начали конструировать новую машину, которая могла бы хранить программу в своей памяти. К решению этой задачи был привлечен математик Джон фон Нейман, который в 1945 году сформулировал принципы функционирования универсальных вычислительных устройств, т.е. компьютеров. Первый компьютер, в котором были воплощены принципы фон Неймана, был построен в 1949 г. английским исследователем Морисом Уилксом. Подавляющее большинство компьютеров сделаны в соответствии с принципами фон Неймана.
ПРИНЦИПЫ ФОН НЕЙМАНА
Для эффективной работы компьютер должен иметь следующие устройства:
-
арифметическо-логическое устройство,выполняющие арифметические и логические операции,
-
устройство управления, организующее процесс выполнения программ,
-
запоминающее устройство, или память – для хранения программ и данных,
-
внешние устройства для ввода-вывода информации.
Связи между устройствами компьютера
Принцип работы компьютера
-
С помощью внешнего устройства в память вводится программа;
-
Устройство управления считывает содержимое ячейки памяти с первой командой (м.б. арифметическая, логическая или команда чтения или записи во внешнее устройство);
-
Устройство управления организует выполнение команды в арифметическо-логическом устройстве, или со внешним устройством, считывается команда из следующей ячейки, либо из какой-либо ячейки, к которой перешло управление по команде перехода.
По этим принципам было построено большинство ЭВМ.
В своем развитии ЭВМ прошли ряд стадий, говорят о смене поколений ЭВМ, отличающихся одно от другого прежде всего элементной базой.