History of computer science Language: Ukraine Історія розвитку комп'ютерної техніки

1. I СТОР I Я O БЧИСЛЮВАЛЬНО Ї ТЕХН I КИ © К.Ю. Поляков, 200 7-2008 Переклад В.Семенюка Стародавні засоби лічби Перші обчислювальні машини Перші комп ’ ютери Принципи фон Неймана Покоління комп ’ ютерів ( I-IV) Персональні комп ’ ютери Сучасна цифрова техніка

2. Кісти із зарубками («вестоницька кість» , Чехія, 30 тис. років до н.е.) Вузолкове письмо (Південна Америка, VII століття н.е.) вузли з вплетенними камінцями нитки різного кольору (червона – число воїнів, жовта – золото) десяткова система Стародавні засоби лічби

3. о . Саламін в Егейському морі (300 років до н.е.) бороздки – одиниці, десятки, сотні, … кількість каменів – цифри десяткова система Саламінська дошка

4. Абак (Стародавній Рим) – V-VI ст . Суан-пан (Китай) – VI ст . Соробан (Японія) XV-XVI ст . Рахівниця (Росія) – XVII ст . Абак і його «родичі»

5. Леонардо да Вінчі ( XV ст .) – сумуючий пристрій з зубчатими колесами : додавання 13-розрядних чисел Вільгельм Шиккард ( XVI ст .) – сумуючий «лічильний годинник»: додавання і множення 6-розрядних чисел (машина побудована, але згоріла) Перші проекти лічильних машин

6. Блез Паскаль (1623 - 1662) машина побудована! зубчаті колеса додавання і віднімання 8-разрядних чисел десяткова система ’ «Паскаліна» (1642)

7. Вільгельм Готфрід Лейбніц (1646 - 1716) додавання, віднімання, множення , діленння ! 12-розрядні числа десяткова система Арифмометр «Фелікс» (СРСР, 1929-1978) – розвиток ідеї машини Лейбніца Машина Лейбніца (1672)

8. Різнецева машина (1822) Аналітична машина (1834) «млин» (автоматичне виконання обчислень) «склад» (збереження даних) «контора» (управління) уведення даних і програми з перфокарт уведення програми «на ходу» Ада Лавлейс (1815-1852) перша програма – обчислення чисел Бернулі (цикли, умовні переходи) 1979 –мова програмування Ада Машини Чарльза Беббіджа

9. Основи математичної лог i ки: Джордж Буль (1815 - 1864). Електронно-променева трубка ( Дж. Томсон , 1897) Вакумні лампи – діод , тріод (1906) Тригер – пристрій для зберігання біта ( М.А. Бонч-Бруєвич , 1918). Використання математичної логіки в комп’ютерах ( К. Шеннон , 1936) Прогрес в науці

10. 193 7 -1941. Конрад Цузе : Z1, Z2, Z3, Z4. електромеханічне реле (пристрій з двома станами) двійкова система використання булевої алгебри уведення даних з кіноплівки 1939-1942. Перший макет електронного лампового комп ’ ютера, Дж. Атанасофф двійкова система p озв ’ язок систем 29 лінійних рівнянь Перші комп ’ ютери

11. Розробник – Говард Айкен (1900-1973) Перший комп ’ ютер в США: довжина 17 м, вага 5 тон 75 000 електронних ламп 3000 механічних реле додавання – 3 секунди, ділення – 12 секунд Марк- I (1944)

12. Збереження даних на паперовій смужці А це – програма… Марк- I (1944)

13. Принцип двійкого кодування : вся інформація кодується в двійковому вигляді. Принцип програмного керування: програма складається з набору команд, які виконуються процесором автоматично одна за одною в певній послідовності. Принцип однородіності пам’яті: програми і дані зберігаються в одній і тій же пам’яті. Принцип адресності: пам’ять складається з пронумерованих комірок; процесору в будь-який момент часу доступна будь-яка комірка. («Попередня допов і дь про машину EDVAC », 1945) Принципи фон Неймана

14. I . 1945 – 1955 e лектронно-вакумн i лампи II . 19 5 5 – 19 6 5 транзистори III . 19 6 5 – 19 80 і нтегральні мікросхеми IV . с 1980 по … великі і надвеликі інтегральні схеми (ВІС і НВІС) Покол i ння комп ’ ютер i в

15. на електронних лампах швидкодія 10-20 тис. операцій в секунду кожна машина має свою мову немає операційних систем введення і виведення: перфострічки, перфокарти, магнітна плівка I покоління (1945-1955)

16. E lectronic N umerical I ntegrator A nd C omputer Дж. Моучли і П. Еккерт Перший комп’ютер загального призначення на електронних лампах: довжина 26 м, маса 3 5 тон додавання – 1/5000 с, ділення – 1 /300 с десяткова система числення 10-розрядні числа ЕНІАК (1946)

17. 1951. МЕСМ – мала е лектронно-лічильна (счетна) машина 6 000 електронних ламп 3 000 операцій в секунду двійкова система 1952. БЕСМ – велика е лектронно-лічильна (счетна) машина 5 000 електронних ламп 10 000 операцій в секунду Комп’ютери С.А. Лебедєва

18. на напівпровідникових транзисторах (1948, Дж. Бардін , У. Брэттейн і У. Шоклі ) 10-200 тис. операцій в секунду перші операційні системи перші мови програмування : Фортран (1957), Алгол (1959) засоби зберігання інформації: магнітні барабани, магнітні диски II покол і ння (1955-1965)

19. 1953-1955. IBM 604, IBM 608, IBM 702 196 5-1966 . БЕСМ- 6 60 000 транзисторів 200 000 діодів 1 млн. операцій в секунду пам’ять – магнітна плівка, магнітний барабан працювали до 90-х р. II покоління (1955-1965)

20. на інтегральних мікросхемах (1958, Дж. Кілбі ) швидкодія до 1 млн. операцій в секунду оперативна пам’ять – сотні Кбайт операційні системи – управлення пам’ятью, пристроями, часом процесора мова програмування Бэйсік (1965), Паскаль (1970, Н. Вірт ), Сі (1972, Д. Рітчі ) сумістність програм III покол i ння (1965-1980)

21. великі універсальні комп’ютери 1964. IBM/360 фирми IBM. кеш-пам’ять конвейєрна обробка команд операційна система OS/360 1 байт = 8 біт (а не 4 або 6!) розділення часу 1970. IBM/370 1990. IBM/390 дисковід принтер Мейнфрейми IBM

22. 1971. ЕС-1020 20 тис. оп /c пам’ять 256 Кб 1977. ЕС-1060 1 млн. оп /c пам’ять 8 Мб 1984. ЕС-1066 5,5 млн. оп / с пам’ять 16 Мб магнитные ленты принтер Комп’ютери ЕС ЕОМ (СРСР)

23. Серія PDP фірми DEC менша ціна простіше програмувати графічний екран СМ ЕОМ – система малих машин (СРСР) до 3 млн. оп /c пам’ять до 5 Мб Мінікомп’ютери

24. комп’ютери на великих і надвеликих інтегральних схемах ( БІС , СБІС ) суперкомп’ютери персональні комп’ютери поява користувачів- непрофесіоналів , необхідність «дружнього» інтерфейса більше 1 млрд . операцій в секунду оперативна пам’ять – до декількох гігабайт багатопроцесорні системи комп’ютерні мережі мультимедіа (графіка, анімація, звук) IV покоління (з 1980 по …)

25. 1972. ILLIAC - IV (США) 20 млн. оп /c багатопроцесорна система 1976. Cray-1 ( США ) 166 млн. оп /c пам’ять 8 Мб векторні обчислення 1980. Ельбрус-1 (СССР) 15 млн. оп /c пам’ять 64 Мб 1985. Ельбрус-2 8 процесорів 125 млн. оп /c пам’ять 144 Мб водяне охолодження Суперкомп’ютери

26. 1985. Cray-2 2 млрд. оп /c 1989. Cray- 3 5 млрд. оп /c 1995. GRAPE -4 ( Японія ) 1692 процесора 1,08 трлн. оп /c 2002. Earth Simulator (NEC) 5120 процесорів 36 трлн. оп /c 200 7 . BlueGene/L (IBM) 212 992 процесора 596 трлн. оп /c Суперкомп’ютери

27. 1971. Intel 4004 4- бітні дані 2250 транзисторів 60 тис. операцій в секунду . 1974. Intel 8080 8 - бітні дані ділення чисел Мікропроцесори

28. 1985. Intel 80386 275 000 транзисторів віртуальна память 1989. Intel 80486 1,2 млн. транзисторів 1993-1996. Pentium частоти 50-200 МГц 1997-2000. Pentium-II, Celeron 7,5 млн. транзисторів частоти до 500 МГц 1999-2001. Pentium-III, Celeron 28 млн. транзисторів частоти до 1 ГГц 2000-… Pentium 4 42 млн. транзисторів частоти до 3,4 ГГц 200 6 -… Intel Core 2 до 291 млн. транзисторів частоти до 3,4 ГГц Процесори Intel

29. 1995-1997. K5, K6 ( аналог Pentium ) 1999 -2000 . Athlon K7 ( Pentium - III ) частота до 1 ГГц MMX, 3DNow! 2000. Duron (Celeron) частота до 1 ,8 ГГц 2001. Athlon XP (Pentium 4) 2003. Opteron ( серверы ) Athlon 64 X2 частота до 3 ГГц 2004. Sempron ( Celeron D ) частота до 2 ГГц 2006. Turion ( Intel Core ) частота до 2 ГГц Advanced Micro Devices Процесори A MD

30. 1974. Альтаїр-8800 ( Е. Робертс ) комплект для збирання процесор Intel 8080 частота 2 МГц пам’ять 256 байт 1975. Б. Гейтс і П. Аллен транслятор мови Альтаїр-Бейсік Пер ши й мікрокомп’ютер

31. 1976. Apple-I С. Возняк і С. Джобс 1977. Apple-II - стандарт в школах США з 1980-х тактова частота 1 МГц пам’ять 48 Кб кольорова графіка звук мова Бейсік перші електронні таблиці VisiCalc Комп’ютери Apple

32. 1983. « Apple-IIe » пам’ять 128 Кб 2 дисковода 5,25 дюйма з гнучкими дисками 1983. « Lisa » перший комп’ютер, який курувався мишкою 1984. « Apple-IIc » портативний комп’ютер рідиннокристалічний дисплей Комп’ютери Apple

33. 1984. Macintosh системний блок і монітор в одному корпусі немає жорсткого диску дискети 3,5 дюйма 1985. Excel для Macintosh 1992. PowerBook Комп ’ ютер и Apple PowerMac G3 (1997) PowerMac G4 (1999) iMac (1999) PowerMac G4 Cube (2000)

34. 2006 . MacPro процесор - до 8 ядер пам’ять до 16 Гб вінчестер(и) до 4 Тб 2006 . MacBook монітор 15 ’’ або 17 ’’ Intel Core 2 Duo пам’ять до 4 Гб вінчестер до 300 Гб 200 7. iPhone телефон музика, фото, відео Інтернет GPS Комп’ютеры Apple

35. 2008 . MacBook Air процесор Intel Core 2 Duo пам’ять 2 Гб вінчестер 80 Гб флеш-диск SSD 6 4 Гб 2009 . Magic Mouse чутлива поверхня ЛКМ, ПКМ прокручування в будь-якому напрямку масштаб ( +Ctrl ) прокручування двома пальцями (перелистування сторінок) Комп’ютери Apple

36. Миша з чутливою поверхнею Magic Mouse ( фірма Apple ) клацання ЛКМ і ПКМ прокрутка Перелистування сторінок і фотографій + Ctrl = масштаб тільки Mac, MacBook, iTunes, Safari, iPhone

37. 2010 . iPad – Інтернет-планшет процесор Apple A4 флеш-пам’ять до 64 Гб сенсорний екран час роботи 10 г WiFi, BlueTooth мобільний зв’язок 3G, І нтернет Комп’ютери Apple

38. 1. Монітор 2. Материнська плата 3. Процесор 4. ОЗП 5. Карти розширення 6. Блок живлення 7. Дисковід CD, DVD 8. Вінчестер 9. Клавіатура 10. Миша Комп’ютери IBM PC

39. Комп’ютер збирається з окремих частин як конструктор. Багато виробників додаткових пристроїв. Кожний користувач може зібрати комп’ютер, який відповідає його особистим вимогам. Стандартизуються і публикуються: принципи дії комп’ютера способи підключення нових пристроїв Є рознімачі ( слоти ) для підключення пристроїв. Принцип відкритої архітектури

40. 1981. IBM 5150 процесор Intel 8088 частота 4,77 МГц пам’ять 64 Кб гнучкі диски 5,25 дюйма 1983. IBM PC XT пам’ять до 640 Кб вінчестер 1 0 Мб 1985. IBM PC AT процесор Intel 80286 частота 8 МГц вінчестер 20 Мб Комп’ютери IBM

41. 1985. Amiga-1000 процесор Motorolla 7 МГц пам’ять до 8 Мб дисплей до 4096 кольорі в мишка багатозадачна ОС 4-канальний стереозвук технологія Plug and Play ( autoconfig ) Multi-Media – використання різних засобів (текст, звук, графіка, відео, анімація, інтерактивність) для передачі інформації Мультимедіа

42. 198 5 . Windows 1.0 багатозадачність 1992. Windows 3.1 віртуальна пам’ять 1993. Windows NT файлова система NTFS 1995. Windows 95 довжина імена файлів файлова система FAT32 1998. Windows 98 2000. Windows 2000, Windows Me 2001. Windows XP 2006. Windows Vista 2009. Windows 7 Microsoft Windows

43. Пристрої мультимедіа Дисковід CD/DVD Відеокарта TV- тюнер Звукова карта Звукові колонки Навушники Джойстик Руль Шлеми віртуальної реальності Геймпад Мікрофон

44. Сучасна цифрова техніка Ноутбук КПК – кишеньковий персональний комп’ютер MP3- плеєр Електронна записна книжка GPS- навігатор Мультимедійний проектор Цифровий фотоапарат Цифрова відеокамера

45. Ціль – створення суперкомп’ютера з функціями штучного інтелекта обрабка знань за допомогою логічних засобів (мова Пролог ) надвеликі бази даних використання паралельних обчислень розподілені обчислення голосові повідомлення з комп’ютером поступова заміна програмних засобів на апаратні Проблеми : ідея саморозвитку системи провалилась невірна оцінка балансу програмних і апаратних засобів традиційні комп’ютери достигнули більшого ненадійність технологій витрачено 50 млрд. йєн V покоління (проект 1980-х, Японія)

46. Проблеми : наближення до фізичної межі швидкодії складність програмного забеспечення приводить до зниження надійності Перспективи : квантові комп’ютери ефекти квантової механіки паралельність обчислень 2006 – комп’ютер з 7 кубіт оптичні комп’ютери («заморожене світло») біокомп ’ ютери на основі ДНК хімічна реакція з участю ферментів 330 трлн. операцій в секунду Проблеми і перспективи http://www.tkptis.ru/inftest/inf/img/history.htm