Что такое электромеханическое реле когда создавались релейные вычислительные машины каким
Ответы на вопросы к семинару Радьковой М., 9 «Б»
Ответы на вопросы к семинару Радьковой М., 9 «Б»
1. Счетно-перфорационные машины (когда и кем созданы, какие задачи на них решались)
Счетно-перфорационные машины были созданы в конце 19 в. Германом Холлеритом (амер.). Они осуществляли перфорацию, сортировку суммирование, вывод на печать числовых таблиц и использовались для решения задач статистической обработки, бухгалтерского учета и др.
2. Релейные вычислительные машины (когда и кем созданы, какие задачи на них решались, быстродействие)
РВМ создавались в начале 20 века. Первой считается Марк-1. Марк-2, изготовленный в 1947, содержал 13000 реле. Однако реле – механическое устройство, и его инверсионность (задержка при переключении) достаточно велика, и это сильно ограничивало скорость работы машин(максимально – 50 «+» или 20 «*» в сек.
Первая ЭВМ – универсальная машина на электронных лампах была построена в 1945 в США и называлась ENIAC (электронный цифровой интегратор и вычислитель). Ее конструировали Джон Моучли и Джон Эккерт. Скорость счета ЭВМ превосходила таковую РВМ того времени в тыс. раз. Первый электронный компьютер ENIAC программировался с пом. штекерно-коммуникационного способа, т.е. программа строилась путем соединения проводниками отд. блоков машины на коммутационной доске, и эта утомительная процедура подготовки машины к работе делала ее неудобной в эксплуатации.
4. Какова роль Джона фон Неймана в создании ЭВМ?
Нейман является создателем принципа архитектуры ЭВМ или принцип хранимой в памяти программы, по которому данные и программа помещаются в общую память машины. Впервые статья была опубликована в 1946 в “Nature”, и идеи этой статьи и назвали «архитектурой ЭВМ Неймана». В 1949 построили первую ЭВМ с архитектурой Неймана – англ. машина EDSAC, второй была амер. EDVAC. Серийное произв-во началось в развитых странах мира в 50-х гг.
5. Первые отечественные ЭВМ (когда, конструктор)
6. Поколения ЭВМ (элементная база (на осн.чего: ламповые, транзисторные и тд), основные характеристики, область применения).
1 поколение ЭВМ – ламповые машины 1950-х. Скорость счета самых быстрых из них – до 20 тыс операций в сек (М-20), внутренняя память небольшая (неск. тыс. чисел и команд программы), для ввода программ и данных использовались перфоленты и перфокарты; использовались в осн. для инженерных и научных расчетов, не связанных с переработкой больших объемов данных. Программирование осуществлялось на языках машинных команд, что было трудоемкой задачей, с которой были знакомы немногие. Имели довольно большой размер, содержали тысячи ламп, занимали иногда сотни кв. м, потребляли сотни киловатт электроэнергии.
2 поколение ЭВМ – 1960-е на осн. транзисторов. Быстродействие – десятки – сотни тыс. операций в сек. Объем внут. памяти возрос в сотни раз по сравнению ЭВМ 1 поколения, большое развитие получили устр-ва внешней памяти: магнитные барабаны, накопители на магнитных лентах, благодаря чему появилась возм-ть создать на ЭВМ информационно-справочные, поисковые сис-мы, позволявшие длит-но хранить на магнитных носителях большие объемы инф-ы. Развивались языки программирования высокого уровня, и составление программ больше не зависело от модели машины, стало доступнее и стало распространяться. Появились мониторные сис-мы, управляющие режимом трансляции и исполнением программ и из этих сис-м в дальнейшем были образованны современные операц. сис-мы.
3 поколение ЭВМ начали производиться в 1965-х и основывались на интегральных схемах. (Это были сложные электронные схемы, вмонтированные на маленькой пластине из полупроводникового материала площадью
1. Когда и кем были придуманы счетно-перфорационные машины? Какие задачки на
1. Когда и кем были придуманы счетно-перфорационные машины? Какие задачки на их решались?
2. Что такое электромеханическое реле? Когда создавались релейные вычислительные машины? Каким быстродействием они владели?
3. Где и когда была построена 1-ая ЭВМ? Как она именовалась?
4. Какова роль Джона фон Неймана в творении ЭВМ?
5. Кто был конструктором первых российских ЭВМ?
6. На какой элементной базе создавались машины первого поколения? Каковы были их основные характеристики?
7. На какой элементной базе создавались машины второго поколения? В чем их превосходства по сравнению с первым поколением ЭВМ?
8. Что такое интегральная схема? Когда были созданы 1-ые ЭВМ на интегральных схемах? Как они величались?
9. Какие новые области внедрения ЭВМ появились с возникновением машин третьего поколения?
10. Что такое процессор? Когда и где был сотворен 1-ый процессор?
11. Что такое микроЭВМ и персональный компьютер?
12. Какие типы ПК наиболее распространены в мире?
13. Что такое суперкомпьютер?
14. Что такое кластерные системы ПК?
15. В чем необыкновенность компов 5-ого поколения?
1.Созданы в конце 19 века Германом Холлеритом.Функции: сортировка, суммирование, ведение бухгалтерского учета, вывод на печать.
3. 1-ая ЭВМ универсальная машина на электрических лампах была построена в 1945 в США и именовалась ENIAC.
4. Нейман является творцом принципа архитектуры ЭВМ либо принцип хранимой в памяти программки, по которому данные и программка вмещаются в общую память машины.
5. 1-ые российские ЭВМ были сконструированы Сергеем Александровичам Лебедевым.
6. Машины первого поколения были на радиолампах, они были очень великие.Лампы были не очень надежные, и их непрерывно приходилось инспектировать и поменять спаленные.
8. Интегральная схема (микросхема) миниатюрное электрическое устройство, состоящее из великого количества радиоэлектронных частей, конструктивно и электрически связанных меж собой.1-ая массовая серия машин на интегральных элементах стала выпускаться в 1964 году компанией IBM. Эта серия, знаменитая под заглавием IBM-360.
9. ЭВМ третьего поколения исключительно хорошо управлялось с функциями управления трудными промышленными установками, обработкой данных на заводах, в банках и иных учреждениях.
10. Процессор микропроцессор (устройство, отвечающее за исполненье арифметических, логических операций и операций управления, записанных в машинном коде), реализованный в виде одной микросхемы или комплекта из нескольких специализированных микросхем.
Первым процессором считается Intel 4004 разработанный компанией Intel и выпущенный 15 ноября 1971 года, США.
12. Настольные индивидуальные компы и портативные персональные компьютеры.
13. Суперкомпьютер спец вычислительная машина, веско превосходящая по своим техническим характеристикам и скорости вычислений большая часть существующих в мире компов.
14. Кластерные системы ПК группа компов, объединённых высокоскоростными каналами связи, представляющая с точки зрения юзера единый аппаратный ресурс.
15. 5-ое поколение ЭВМ нацелено на создание искусственного ума.
Числилось, что архитектура компов 5-ого поколения будет содержать два главных блока. Один из их собственно компьютер, в котором связь с юзером исполняет блок, нарекаемый умственным интерфейсом.
Содержание урока
§ 22. Предыстория информатики
§ 23. История ЭВМ
Вопросы и задания
§ 24. История программного обеспечения и ИКТ
Вопросы и задания
Коротко о главном
Появлению ЭВМ предшествовали счетно-перфорационные и релейные машины.
ЭВМ первого поколения — ламповые машины (50-е годы XX века).
ЭВМ второго поколения — полупроводниковые машины (60-е годы XX века).
ЭВМ третьего поколения — машины на интегральных схемах (вторая половина 60-х годов).
Персональные компьютеры и суперкомпьютеры (многопроцессорные вычислительные комплексы) относятся к машинам четвертого поколения (70-е годы XX века).
ЭВМ пятого поколения — машины, основанные на искусственном интеллекте.
Вопросы и задания
1. Когда и кем были изобретены счетно-перфорационные машины? Какие задачи на них решались?
2. Что такое электромеханическое реле? Когда создавались релейные вычислительные машины? Каким быстродействием они обладали?
3. Где и когда была построена первая ЭВМ? Как она называлась?
4. Какова роль Джона фон Неймана в создании ЭВМ?
5. Кто был конструктором первых отечественных ЭВМ?
6. На какой элементной базе создавались машины первого поколения? Каковы были их основные характеристики?
7. На какой элементной базе создавались машины второго поколения? В чем их преимущества по сравнению с первым поколением ЭВМ?
8. Что такое интегральная схема? Когда были созданы первые ЭВМ на интегральных схемах? Как они назывались?
9. Какие новые области применения ЭВМ возникли с появлением машин третьего поколения?
10. Что такое микропроцессор? Когда и где был создан первый микропро-цессор?
11. Что такое микро-ЭВМ и персональный компьютер?
12. Какие типы ПК наиболее распространены в мире?
13. Что такое суперкомпьютер?
14. Что такое кластерные системы ПК?
15. В чем особенность компьютеров пятого поколения?
16. Подготовьте сообщения по темам заданий 1-15 для школьного сайта.
1. Когда и кем были изобретены счетно-перфорационные машины? Какие задачи на них решались? 2. Что такое электромеханическое рел
1.Созданы в конце 19 века Германом Холлеритом.Функции: сортировка, суммирование, ведение бухгалтерского учета, вывод на печать.
3. Первая ЭВМ – универсальная машина на электронных лампах была построена в 1945 в США и называлась ENIAC.
4. Нейман является создателем принципа архитектуры ЭВМ или принцип хранимой в памяти программы, по которому данные и программа помещаются в общую память машины.
5. Первые отечественные ЭВМ были сконструированы Сергеем Александровичам Лебедевым.
6. Машины первого поколения были на радиолампах, они были очень большие.Лампы были не очень надежные, и их постоянно приходилось проверять и менять сгоревшие.
8. Интегральная схема (микросхема) – миниатюрное электронное устройство, состоящее из большого количества радиоэлектронных элементов, конструктивно и электрически связанных между собой.Первая массовая серия машин на интегральных элементах стала выпускаться в 1964 году фирмой IBM. Эта серия, известная под названием IBM-360.
9. ЭВМ третьего поколения исключительно хорошо справлялось с функциями управления сложными промышленными установками, обработкой данных на заводах, в банках и других учреждениях.
10. Микропроцессор — процессор (устройство, отвечающее за выполнение арифметических, логических операций и операций управления, записанных в машинном коде), реализованный в виде одной микросхемы или комплекта из нескольких специализированных микросхем.
Первым микропроцессором считается Intel 4004 разработанный корпорацией Intel и выпущенный 15 ноября 1971 года, США.
12. Настольные персональные компьютеры и портативные персональные компьютеры.
13. Суперкомпьютер — специализированная вычислительная машина, значительно превосходящая по своим техническим параметрам и скорости вычислений большинство существующих в мире компьютеров.
14. Кластерные системы ПК — группа компьютеров, объединённых высокоскоростными каналами связи, представляющая с точки зрения пользователя единый аппаратный ресурс.
15. Пятое поколение ЭВМ ориентировано на создание искусственного интеллекта.
Считалось, что архитектура компьютеров пятого поколения будет содержать два основных блока. Один из них — собственно компьютер, в котором связь с пользователем осуществляет блок, называемый «интеллектуальным интерфейсом».
Комплекс Холлерита
Классическим типом средств электромеханического этапа был счетно-аналитический комплекс, предназначенный для обработки информации на перфокарточных носителях.
Первый такой комплекс был создан в США Г. Холлеритом в 1887 г. и состоял из ручного перфоратора, сортировочной машины и табулятора. Он предназначался для обработки результатов переписи населения в нескольких странах, в том числе и в России.
Г. Холлерит был уверен, что наиболее эффективно использовать для записей статистических данных перфоленты и придумал конструкцию специального барабана, на который наматывалась перфолента, и счетчиками отсчитывались отверстия. И все-таки изобретатель был вынужден признать свою идею несостоятельной, т. к. перфолента не способствовала оперативной работе с той или иной записью на длинной бумажной ленте. Он вернулся к предложению Дж. Биллингса и разработал специальную перфокарту, куда в виде пробивок наносились все данные об одном человеке.
Идея перфокарт уже была известна в мире и нашла практическое применение в ткацких станках Ж. Жаккара (1804) и вычислительной машине Ч. Бэббиджа (1833). Не исключено, что Г. Холлерит знал об этом, но как он сам вспоминал, к этой идее его подтолкнула работа кондуктора. Оказывается, в США, чтобы предотвратить мошенничество на железных дорогах и кражу билетов, кондукторы «записывали» физические особенности пассажиров (цвет волос, глаз и т. п. ) компостером в специально отведенных местах на билете.
Итак, управление механическими счетчиками и сортировкой осуществлялось электрическими импульсами, возникающими при замыкании электрической цепи при наличии отверстия в перфокарте. Импульсы использовались и для ввода чисел, и для управления работой машины. Поэтому машина Г. Холлерита была признана первой электромеханической счетной машиной с программным управлением. Она представляла собой комплект устройств (перфоратора, сортировальной машины и табулятора) различного функционального назначения, но связанных между собой технологически процессом обработки информации. Счетная машина задумывалась Г. Холлеритом как Census Machine (машина для переписи). Она по праву считается «первой статистической».
Машина Тьюринга
Машина Тьюринга имеет бесконечную в обе стороны ленту, разделенную на квадратики (ячейки). В каждой ячейке может быть записан некоторый символ из фиксированного (для данной машины) конечного множества, называемого алфавитом данной машины. Один из символов алфавита выделен и называется «пробелом», предполагается, что изначально вся лента пуста, то есть заполнена пробелами.
Машина Тьюринга может менять содержимое ленты с помощью специальной читающей и пишущей головки, которая движется вдоль ленты. В каждый момент головка находится в одной из ячеек. Машина Тьюринга получает от головки информацию о том, какой символ та видит, и в зависимости от этого (и от своего внутреннего состояния) решает, что делать, то есть какой символ записать в текущей ячейке и куда сдвинуться после этого (налево, направо или остаться на месте). При этом также меняется внутреннее состояние машины (мы предполагаем, что машина не считая ленты имеет конечную память, то есть конечное число внутренних состояний). Еще надо договориться, с чего начинается и когда кончается работа.
Таким образом, чтобы задать машину Тьюринга, надо указать следующие объекты:
Тьюринг отмечает в своей лекции важнейший момент: «Я уверен, что опасность того, что математик сделает ошибку, является неизбежным следствием его способности порой находить принципиально новый метод. Похоже, это подтверждается хорошо известным фактом, что наиболее надежные люди обычно не обнаруживают действительно новых методов». Вот он, ключ к разгадке тайн мышления. Как ни парадоксально, именно возможность ошибок в мыслительном процессе машины открывает перспективы ее интеллектуальной мощи. Тьюринг завершает свою лекцию пророчеством: «Нужно было бы приложить массу усилий, пытаясь, скажем, мыслить на равных с машиной, поскольку представляется вероятным, что как только начнется машинный способ мышления, ему не потребуется много времени, чтобы превзойти наши слабые мыслительные способности. Не возникал бы вопрос о смерти машин, и они могли бы быть способны общаться друг с другом, оттачивая свой разум. Таким образом, на некотором этапе мы могли бы ожидать, что машины получат власть, как описано в «Эрехоне» Сэмюэла Батлера».
Машина Поста
Принцип работы
Машина Поста состоит из каретки (или считывающей и записывающей головки) и разбитой на секции ленты, считающейся условно бесконечной в обе стороны. В каждой клетке может быть записан символ из фиксированного алфавита. В любой конкретный момент головка обозревает одну клетку и способна работать только с ней.
Работа машины Поста определяется программой с конечным числом строк. Программы состоит из команд, имеющих по 3 поля, в которых записываются: № команды, операция и отсылка.
Для машины Поста определены операции 6 видов:
Для работы машины нужно задать программу и ее начальное состояние (т. е. состояние ленты и позицию каретки). После запуска возможны варианты:
Итоги
Выделим основные успехи электромеханического этапа развития вычислительной техники.