Содержание

Слайд 2

Счет на пальцах.

Счет на пальцах, несомненно, самый древний и наиболее простой способ

Счет на пальцах. Счет на пальцах, несомненно, самый древний и наиболее простой
вычисления.
Обнаруженная в раскопках так называемая "вестоницкая кость" с зарубками, оставленная древнем человеком ещё 30 тыс. лет до нашей эры, позволяет историкам предположить, что уже тогда предки современного человека были знакомы с зачатками счета.
У многих народов пальцы рук остаются инструментом счета и на более высоких ступенях развития.
К числу этих народов принадлежали и греки, сохраняющие счет на пальцах в качестве практического средства очень долгое время.

Слайд 3

Счет на камнях.

Чтобы сделать процесс счета более удобным, первобытный человек начал использовать

Счет на камнях. Чтобы сделать процесс счета более удобным, первобытный человек начал
вместо пальцев небольшие камни.
Он складывал из камней пирамиду и определял, сколько в ней камней, но если число велико, то подсчитать количество камней на глаз трудно.
Поэтому он стал складывать из камней более мелкие пирамиды одинаковой величины, а из-за того что на руках десять пальцев, то пирамиду составляли именно десять камней.

Слайд 4

Счет на Абаке.

Следующим шагом было создание древнейших из известных счетов – "саламинская

Счет на Абаке. Следующим шагом было создание древнейших из известных счетов –
доска" по имени острова Саламин в Эгейском море – которые у греков и в Западной Европе назывались "абак", у китайцев – "суан - пан", у японцев – "серобян".
Вычисления на них проводились путем перемещения счетных костей и камешков (калькулей) в полосковых углублениях досок из бронзы, камня, слоновой кости, цветного стекла.

Слайд 5

Абак был «походным инструментом» греческого купца. О его коммерческом назначении свидетельствует то

Абак был «походным инструментом» греческого купца. О его коммерческом назначении свидетельствует то
обстоятельство, что значения, приписываемые камешку в различных колонках, не выдержаны в постоянном числовом отношении друг к другу, а сообразованы с отношениями различных денежных единиц.

Слайд 6

Русские счеты

В видоизмененном виде сначала как "дощатый щот", а потом как русские

Русские счеты В видоизмененном виде сначала как "дощатый щот", а потом как
счеты абак дожил до настоящего времени.

Слайд 7

Механический период

Эскиз механического тринадцатиразрядного суммирующего устройства с десятью колесами был разработан еще

Механический период Эскиз механического тринадцатиразрядного суммирующего устройства с десятью колесами был разработан
Леонардо да Винчи (1452— 1519). По этим чертежам в наши дни фирма IBM в целях рекламы построила работоспособную машину.
В 1673 г. другой великий математик Готфрид Лейбниц разработал счетное устройство, на котором уже можно было умножать и делить.
В 1880г. В.Т. Однер создает в России арифмометр с зубчаткой с переменным количеством зубцов, а в 1890 году налаживает массовый выпуск усовершенствованных арифмометров, которые в первой четверти 19-ого века были основными математическими машинами, нашедшими применение во всем мире. Их модернизация "Феликс" выпускалась в СССР до 50-х годов.

Слайд 8

Станок Жаккарда

Следующая ступень в развитии вычислительных устройств как будто не имела

Станок Жаккарда Следующая ступень в развитии вычислительных устройств как будто не имела
ничего общего с числами, по крайней мере вначале.
На протяжении всего XVIII в. на французских фабриках по производству шелковых тканей велись эксперименты с различными механизмами, управлявшими станком при помощи перфорационной ленты, перфорационных карт или деревянных барабанов. Во всех трех системах нить поднималась и опускалась в соответствии с наличием или отсутствием отверстий - так создавался желаемый рисунок ткани.
В 1804 г. инженер Жозеф Мари Жаккар построил полностью автоматизированный станок, способный воспроизводить сложнейшие узоры. Работа станка программировалась при помощи целой колоды перфокарт, каждая из которых управляла одним ходом челнока. Переходя к новому рисунку, оператор просто заменял одну колоду перфокарт другой.
Самую важную роль перфокартам суждено было сыграть в програм-мировании компьютеров.

Слайд 9

Станок Жаккарда

Станок Жаккарда

Слайд 10

Чарльз Беббидж и его машина

В 1822 г. Бебидж приступил к осуществлению проекта

Чарльз Беббидж и его машина В 1822 г. Бебидж приступил к осуществлению
так называемой разностной машины, предназначенной для расчета навигационных и астрономических таблиц.
Машину эту строили десять лет, но так и не закончили. Машина обладала серьезным недостатком. Чтобы перейти от вычисления одной функции к другой, необходимо вмешательство человека: он должен ввести в регистры машины новые исходные данные. Эту операцию Бебидж пытался автоматизировать, но к тому времени у него возникла идея создания другой, более совершенной машины.

Слайд 11

Чарльз Беббидж и его машина

И вот в 1833 г., Бебидж начал осуществлять

Чарльз Беббидж и его машина И вот в 1833 г., Бебидж начал
проект универсальной автоматической машины для любых вычислений. Это устройство, обеспечивающее автоматическое выполнение заданной программы вычислений, он назвал аналитической машиной.
Бебидж решил, что его машина будет состоять из нескольких блоков:
Усторйства ввода и вывода данных
«накопителя» («склада») для хранения проме-жуточных результатов
«Мельницы» для поведения вычислений
Контролирующего устройства для управления всеми частями машины

Наверное, Бэббидж и сам прекратил бы работу над этой грандиозной идеей (опередившей свое время лет на 50), если бы в дело не вмешалась женщина — юная Ада Лавлейс, дочь лорда Байрона.
Увлеченная математикой до безумия, она буквально гнала Бэббиджа вперед, не только придавая его идеям законченную и гармоничную форму, но и подбрасывая ему новые ценные мысли.
Собственно, именно Ада Лавлейс всего за пару лет разработала принципы программирования и даже написала несколько программ для не существующей еще машины Бэббиджа...

Слайд 12

Чарльз Беббидж и его машина

Чарльз Беббидж и его машина

Слайд 13

Электромеханический этап

Одним из первых, кто использовал электричество при вычислениях был Герман Холлерит.

Электромеханический этап Одним из первых, кто использовал электричество при вычислениях был Герман
Хотя к «вычислителям» его устройство можно отнести с трудом. Скорее это был сумматор.
Главная заслуга Холлерита не в том, что с его подачи вычислительное устройство было впервые применено для решения задач общенационального масштаба(перепись населения).
Главное - кодирование на перфокартах статистических данных: состав семьи, вероисповедание, пол и т. д.
Теперь вычислитель работал не с цифрами, а с закодированными данными!

Слайд 14

Релейные машины

Первое электромеханическое устройство, которое заставили работать в счетной машине, было реле.
Реле

Релейные машины Первое электромеханическое устройство, которое заставили работать в счетной машине, было
- устройство несложное: катушка, намотанная на сердечник и железная пластинка-якорь. Когда по катушке идет ток, якорь притягивается к сердечнику и замыкает один из контактов. Тока в цепи нет - якорь замыкает другой контакт, т. е. у реле наблюдаются два рабочих состояния. Каждый последующий импульс переводит его из одного состояния в другое.
Для функций управления в счетной машине такое устройство оказалось вполне пригодным.
Лейбниц описал арифметические действия в двоичной системе, основанные на использовании только двух цифр: 0 и 1.
Идея оказалась очень интересной и плодотворной. Реле может быть в одном из двух рабочих состояний, ДА или НЕТ. Есть импульс - ДА (1); нет импульса - НЕТ (0). Значит из однотипных реле можно набирать схемы, пригодные практически для любых манипуляций с двоичными числами.

Слайд 15

Релейные машины

Релейные машины

Слайд 16

Рождение компьютера. Первые электронные...

Первая электронная вычислительная машина заработала в 1945г. Электронный интегратор

Рождение компьютера. Первые электронные... Первая электронная вычислительная машина заработала в 1945г. Электронный
и вычислитель (ЭНИАК) - так назвали первую ЭВМ ее создатели инженеры Маучли и Эккерт. Строилась машина при Пенсильванском университете (США) в обстановке глубокой секретности, и только после окончания войны в 1946 г. впервые состоялась публичная демонстрация ЭВМ.
Основные принципы построения ЭВМ, притом в весьма законченном виде, были высказаны в 1937 г. американским физиком болгарского происхождения Д. В. Атанасовым. Этот компьютер, названный позже "АВС", был практически закончен к 1942 г. Однако ввести его в эксплуатацию по разным причинам так и не удалось

Слайд 17

Первые электронные... Первое поколение

Все ЭВМ I-го поколения были сделаны на основе электронных

Первые электронные... Первое поколение Все ЭВМ I-го поколения были сделаны на основе
ламп, что делало их ненадежными - лампы приходилось часто менять.
Эти компьютеры были огромными, неудобными и слишком дорогими машинами, которые могли приобрести только крупные корпорации и правительства.
Лампы потребляли огромное количество электроэнергии и выделяли много тепла.

Слайд 18

Эниак

Размеры: 30 м. в длину, объём - 85 м3., вес - 30

Эниак Размеры: 30 м. в длину, объём - 85 м3., вес -
тонн. Использовалось около 20000 электронных ламп и1500 реле. Мощность ее была до 150 кВт.

Слайд 19

Архитектура фон Неймана.

АЛУ - арифметико-логическое устройство для выполнения арифметических и логических операций;

Архитектура фон Неймана. АЛУ - арифметико-логическое устройство для выполнения арифметических и логических

ОП - оперативная память, устройство для хранения кодов выполняющейся в данный момент программы;
ВУ - внешние устройства, или периферия.
УУ - управляющее устройство, которое организует работу компьютера следующим образом

В 1945 г. Джон фон Нейман выступил с докладом, в котором были сформулированы основные принципы организации нового вычислительного уст-ройства, получившие название: «Архитектура фон Неймана".

Слайд 20

1949г. ЭДСАК.

Первая машина с хранимой программой - ”Эдсак” - была создана в

1949г. ЭДСАК. Первая машина с хранимой программой - ”Эдсак” - была создана
Кембриджском университете (Англия) в 1949 г.
Она имела запоминающее устройство на 512 ртутных линиях задержки. Время выполнения сложения было 0,07 мс, умножения - 8,5 мс.

Слайд 21

1951г. МЭСМ

В 1948г. году академик Сергей Алексеевич Лебедев предложил проект первой на

1951г. МЭСМ В 1948г. году академик Сергей Алексеевич Лебедев предложил проект первой
континенте Европы ЭВМ - Малой электронной счетно-решающей машины (МЭСМ).
В 1951г. МЭСМ официально вводится в эксплуатацию, на ней регулярно решаются вычислительные задачи.
Машина оперировала с 20-разрядными двоичными кодами с быстродействием 50 операций в секунду, имела оперативную память в 100 ячеек на электронных лампах.

Слайд 22

1951г. UNIVAC-1. (Англия)

В 1951 г. была создана машина “Юнивак”(UNIVAC) - первый серийный

1951г. UNIVAC-1. (Англия) В 1951 г. была создана машина “Юнивак”(UNIVAC) - первый
компьютер с хранимой программой.
В этой машине впервые была использована магнитная лента для записи и хранения информации.

Слайд 23

Второе поколение (1958-1964)

В 1958 г. в ЭВМ были применены полупроводниковые транзисторы, изобретённые в

Второе поколение (1958-1964) В 1958 г. в ЭВМ были применены полупроводниковые транзисторы,
1948 г. Уильямом Шокли, они были более надёжны, долговечны, малы, могли выполнить значительно более сложные вычисления, обладали большой оперативной памятью. 1 транзистор способен был заменить ~ 40 электронных ламп и работать с большей скоростью.
Во II-ом поколении компьютеров дискретные транзисторные логические элементы вытеснили электронные лампы. В качестве носителей информации использовались магнитные ленты и магнитные сердечники, появились высокопроизводительные устройства для работы с магнитными лентами, магнитные барабаны и первые магнитные диски.

Слайд 24

Второе поколение (1958-1964)

Второе поколение (1958-1964)

Слайд 25

Третье поколение (1964-1972)

В 1960 г. появились первые интегральные схемы (ИС), получившие широкое распространение.

Третье поколение (1964-1972) В 1960 г. появились первые интегральные схемы (ИС), получившие
Они имели малые размеры, но обладали громадными возможностями.
ИС - это кремниевый кристалл, площадь которого примерно 10 мм2. 1 ИС способна заменить десятки тысяч транзисторов. 1 кристалл выполняет такую же работу, как и 30-ти тонный “Эниак”. Компьютеры с использованием ИС достигли производительности в 10 млн. операций в секунду.
В 1964 году, фирма IBM объявила о создании шести моделей семейства IBM 360 (System 360), ставших первыми компьютерами третьего поколения.

Слайд 26

IBM 360 (System 360)

IBM 360 (System 360)

Слайд 27

Четвертое поколение

Четвёртое поколение — это поколение компьютерной техники, разработанное после 1970

Четвертое поколение Четвёртое поколение — это поколение компьютерной техники, разработанное после 1970
года.
Впервые стали применяться большие интегральные схемы (БИС), которые по мощности примерно соответствовали 1000 ИС. Это привело к снижению стоимости производства компьютеров.
В 1980 г. центральный процессор небольшой ЭВМ оказалось возможным разместить на кристалле площадью 1/4 дюйма (0,635 см2.).
Быстродействие таких машин составляет тысячи миллионов операций в секунду. Емкость ОЗУ возросла до 500 млн. двоичных разрядов. В таких машинах одновременно выполняются несколько команд над несколькими наборами операндов.

Слайд 28

Классификация ЭВМ:

Суперкомпьютеры
Большие ЭВМ
Мини ЭВМ
Микро ЭВМ

Классификация ЭВМ: Суперкомпьютеры Большие ЭВМ Мини ЭВМ Микро ЭВМ

Слайд 29

Суперкомпьютеры

Суперкомпьютеры используются для решения интенсивных вычислительных задач, таких как проблемы в области

Суперкомпьютеры Суперкомпьютеры используются для решения интенсивных вычислительных задач, таких как проблемы в
квантовой физике или механической физике, прогноз погоды, исследование климата (включая исследование относительно глобального потепления), молекулярное моделирование (вычисляющий структуры и свойства химических составов, биологических макромолекул, полимеров, и кристаллов), физические моделирования (такие как моделирование самолетов, моделирование взрыва ядерного оружия, и исследование относительно ядерного сплава), криптоанализ и т.п.

Слайд 30

Структура суперкомпьютеров

высокопараллельная многопроцессорная вычислительная система (МПВС) с быстродействием порядка 1 ПFLOPS
емкость:

Структура суперкомпьютеров высокопараллельная многопроцессорная вычислительная система (МПВС) с быстродействием порядка 1 ПFLOPS
оперативной памяти от 10 Г байт, дисковой памяти 10-100 Тбайт
разрядность 64 -128 бит.

Слайд 31

Высокопараллельные МПВС разделяются на:

Магистральные (конвейерные) МПВС, у которых процессор одновременно выполняет разные

Высокопараллельные МПВС разделяются на: Магистральные (конвейерные) МПВС, у которых процессор одновременно выполняет
операции над последовательным потоком обрабатываемых данных. Это системы с многократным потоком команд и однократным потоком данных
Векторные МПВС, у которых все процессоры одновременно выполняют одну команду над различными данными — однократный поток команд с многократным потоком данных
Матричные МПВС, у которых микропроцессор одновременно выполняет разные операции над последовательными потоками обрабатываемых данных — многократный поток команд с многократным потоком данных.

Слайд 32

Условные структуры МПВС

Условные структуры МПВС

Слайд 33

В стойке 2048 процессоров

В стойке 2048 процессоров

Слайд 34

Frontier, или OLCF-5 
первый в мире эксафлопсный суперкомпьютер

Frontier, или OLCF-5 первый в мире эксафлопсный суперкомпьютер

Слайд 35

Суперкомпьютеры

Анализируя потенциальные потребности в суперЭВМ для существующих сегодня приложений, можно условно разбить

Суперкомпьютеры Анализируя потенциальные потребности в суперЭВМ для существующих сегодня приложений, можно условно
их на два класса.
К первому можно отнести приложения, в которых известно, какой уровень производительности надо достигнуть в каждом конкретном случае, например, долгосрочный прогноз погоды.
Ко второму можно отнести задачи, для которых характерен быстрый рост вычислительных затрат с увеличением размера исследуемого объекта. Например, в квантовой химии неэмпирические расчеты электронной структуры молекул требуют затрат вычислительных ресурсов, пропорциональных N^4 или N^5, где N условно характеризует размер молекулы.

Слайд 36

Суперкомпьютеры

Есть еще одна проблема применения суперЭВМ, о которой необходимо сказать - это

Суперкомпьютеры Есть еще одна проблема применения суперЭВМ, о которой необходимо сказать -
визуализация данных, полученных в результате выполнения расчетов.
Часто, например, при решении дифференциаль-ных уравнений методом сеток, приходится сталкиваться с гигантскими объемами результатов, которые в числовой форме человек просто не в состоянии обработать.
Здесь во многих случаях необходимо обратиться к графической форме представления информации.
Для визуализации многомерных данных используется когнитивная машинная графика.

Слайд 37

Когнитивная графика

это совокупность приемов и методов образного представления условий задачи, которое позволяет

Когнитивная графика это совокупность приемов и методов образного представления условий задачи, которое
либо сразу увидеть решение, либо получить подсказку для его нахождения.
Методы когнитивной графики используются в искусственном интеллекте в системах, способных превращать текстовые описания задач в их образные представления, и при генерации текстовых описаний картин, возникающих во входных и выходных блоках интеллектуальных систем, а также в человеко-машинных системах, предназначенных для решения сложных, плохо формализуемых задач.

Слайд 38

Пример фрактала, используемого в когнитивной графике

Фрактал Мандельброта в виде геологической структуры

Пример фрактала, используемого в когнитивной графике Фрактал Мандельброта в виде геологической структуры

Слайд 39

Образ многомерного массива данных

Образ многомерного массива данных

Слайд 40

Большие ЭВМ (Мейнфреймы)

Штат обслуживания большой ЭВМ достигает нескольких десятков человек. На базе таких

Большие ЭВМ (Мейнфреймы) Штат обслуживания большой ЭВМ достигает нескольких десятков человек. На
ЭВМ создают вычислительные центры, включающие в себя несколько отделов или групп.
Основные направления эффективного применения мейнфреймов - это решение научно-технических задач, работа в вычислительных системах с пакетной обработкой информации, работа с большими базами данных, управление вычислительными сетями и их ресурсами.
Последнее направление - использование мейнфреймов в качестве больших серверов вычислительных сетей часто отмечается специалистами среди наиболее актуальных.

Слайд 41

Мейнфрейм System z10

Мейнфрейм System z10

Слайд 42

Мини-ЭВМ

Надежные, недорогие и удобные в эксплуатации компьютеры, обладающие несколько более низкими по

Мини-ЭВМ Надежные, недорогие и удобные в эксплуатации компьютеры, обладающие несколько более низкими
сравнению с мейнфреймами возможностями.
От больших ЭВМ компьютеры этой группы отличаются уменьшенными размерами и, соответственно, меньшей производительностью и стоимостью. Такие компьютеры используются крупными предприятиями, научными учреждениями и некоторыми высшими учебными заведениями, сочетающими учебную деятельность с научной.
Мини-ЭВМ часто применяют для управления производственными процессами. Например, в механическом цехе компьютер может управлять гибкими автоматизированными линиями и промышленными роботами; собирать информацию с инструментальных постов технического контроля; готовить данные для станков с числовым программным управлением; а также своевременно информировать цеховые и заводские службы о необходимости выполнения мероприятий по переналадке оборудования.

Слайд 43

Мини-ЭВМ

Мини-ЭВМ

Слайд 44

Промышленный робот

Промышленный робот

Слайд 45

Промышленный робот

http://www.prostanki.com/video/1132/

Промышленный робот http://www.prostanki.com/video/1132/
Имя файла: _.pptx
Количество просмотров: 57
Количество скачиваний: 0