Универсальные перспективные технологии (компьютерные). 9 класс

В музее вычислительной техники можно увидеть приспособления и технику разных лет, от счётных палочек до компьютеров.

Среди множества современных технологий есть такие, которые нашли широкое применение в различных сферах науки, техники и быта.
Эти технологии называют универсальными.
Среди них наиболее перспективны:
Компьютерная
ВОЛОКОНННАЯ ОПТИКА
Лазерная
Электроннолучевая
Плазменная и т.д.

Одними из первых приспособлений для вычислений были всем известные счётные палочки, которые и сегодня используются в начальных классах многих школ для
обучения счёту.

Ранние приспособления и устройства для счёта
Когда людям надоело вести счёт при помощи загибания, они изобрели абак (счёты).
Количество подсчитываемых предметов соответствовало числу передвинутых костяшек этого инструмента.

В давние времена наиболее востребованной оказалась необходимость определять количество предметов, используемых в меновой торговле.
Для этих целей стали использовать простейшие балансирные весы в виде качелей.

Кроме счёт, арифмометров, логарифмических линеек, сравнительно сложным приспособлением для счёта могли быть чётки, применяемые в практике многих религий.
Верующий как на счётах отсчитывал на зёрнах чёток число
произнесённых молитв,
а при проходе полного круга
чёток передвигал на
отдельном хвостике особые
зёрна-счётчики, означающие
число отсчитанных кругов.

С изобретением зубчатых колёс появились и гораздо более сложные устройства выполнения расчётов, например - антикитерский механизм. Он был обнаружен в начале XX века, на месте крушения античного судна, затонувшего примерно в 65 году до н. э.
Этот прибор умел моделировать движение планет. Предположительно именно его использовали для календарных вычислений,
предсказаний солнечных
и лунных затмений, определения
времени посева и сбора урожая
и т/п.
Звёздочки и шестерёнки
были сердцем механических устройств для счёта.

На антикитерском механизме вычисления выполнялись за счёт соединения более 30-ти бронзовых колёс и нескольких циферблатов; для вычисления лунных фаз использовалась дифференциальная передача, изобретение которой исследователи долгое время относили не ранее чем к XVI веку.
С уходом античности навыки
создания таких устройств были
забыты и потребовалось
около полутора тысяч лет,
чтобы люди вновь научились
создавать похожие по
сложности механизмы.

В 1623 году Вильгельм Шикард придумал «Считающие часы» — первый механический калькулятор, умевший выполнять четыре арифметических действия.
Считающими часами устройство было названо потому, что как и в настоящих часах
работа механизма была основана
на использовании звёздочек и
шестерёнок.
Практическое использование это
изобретение нашло в руках друга
Шикарда, философа и астронома
Иоганна Кеплера.

Постепенно из простейших приспособлений рождались всё более и более сложные устройства для счёта:
логарифмическая линейка;
механический арифмометр;
электронный компьютер.

В своё время Джон Непер заметил, что все действительные числа могут быть представлены интервалами длины на линейке, что легло в основу вычислений с помощью логарифмической линейки.

Логарифмическая линейка
Логарифмическая линейка — вычислительное устройство, позволяющее выполнять несколько математических операций: умножение и деление чисел, возведение в степень (чаще всего в квадрат и куб), вычисление квадратных и кубических корней, логарифмов, тригонометрических функций и другие операции.

Логарифмические линейки использовались несколькими поколениями инженеров и других профессионалов, вплоть до появления карманных калькуляторов. Например, инженеры программы «Аполлон» отправили человека на Луну, выполнив на логарифмических линейках все вычисления, многие из которых требовали
точности в 3-4 знака.

Для составления первых логарифмических таблиц Неперу понадобилось выполнить множество операций умножения, и он разрабатывал особые палочки, которые назвали -
палочками Непера.

Механический арифмометр
Арифмометр (от греч. αριθμός — «число», «счёт» и греч. μέτρον — «мера», «измеритель»).
Арифмометр – это механическая вычислительная машина, предназначенная для точного умножения и деления, сложения и вычитания. Он мог быть настольным и портативным.

Примерно в 1820 году Charles Xavier Thomas создал первый удачный, серийно выпускаемый механический калькулятор — арифмометр Томаса, который мог складывать, вычитать, умножать и делить.
Механические калькуляторы, считающие десятичные числа, использовались вплоть
до 1970-х.

В Советском Союзе в то время самым известным и распространённым калькулятором был механический арифмометр «Феликс», выпускавшийся с 1929 по 1978 год на заводах в Курске, Пензе и Москве.

Арифмометр «Феликс» — был самым распространённым в СССР.
Выпускался в 1929—1978 гг.

В 1801 году Жозеф Мари Жаккар разработал ткацкий станок, в котором вышиваемый узор определялся перфокартами.
Серия карт могла быть заменена, и смена узора не требовала изменений в механике станка.
Это было важной вехой в истории программирования.

В 1890 году Бюро Переписи США использовало перфокарты и механизмы сортировки, чтобы обработать поток данных десятилетней переписи, в соответствии с Конституцией.
Компания Холлерита в конечном счёте развила технологию перфокарт в мощный инструмент для деловой обработки данных и выпустила обширную линию специализированного оборудования для их записи.
К 1950 году технология IBM стала вездесущей в промышленности
и правительстве

Во многих компьютерных решениях перфокарты использовались до (и после) конца 1970-х. Например, студенты инженерных и научных специальностей во многих университетах во всём мире могли отправить их программные команды в локальный компьютерный центр в форме набора карт.

В 1930-е — 1960-е годы появились настольные калькуляторы.
Например, в 1948 году появился Curta — небольшой механический калькулятор, который можно было держать в одной руке.
В 1950-х — 1960-х годах на западном рынке появилось несколько марок подобных устройств.
Первым полностью электронным настольным калькулятором был британский
ANITA Мк.
ANITA Мк

Следующим крупным шагом в истории компьютерной техники стало изобретение транзистора в 1947 году.

Компьютер Атанасова—Берри
В 1939 году Джон Винсент Атанасов и Клиффорд Берри из Университета штата Айова разработали Atanasoff-Berry Computer (ABC).
Это был первый в мире электронный цифровой компьютер. Конструкция насчитывала более 300 электровакуумных ламп, в качестве памяти использовался вращающийся барабан. Несмотря на то, что машина ABC не была программируемой,
она была первой,
использующей
электронные лампы.

Проект компьютера был создан под влиянием аналитической машины Ч. Бэббиджа, с использованием десятичной арифметики, колёс для хранения данных и поворотных переключателей в дополнение к электромагнитным реле.
Машина программировалась с помощью перфоленты, и имела несколько вычислительных блоков, работающих
параллельно (май 1944г).

Первый универсальный программируемый компьютер в континентальной Европе был создан командой учёных под руководством Сергея Алексеевича Лебедева из Киевского института электротехники.
МЭСМ (Малая электронная счётная машина) заработала в 1950 году.
Машина могла выполнять около 3000 операций в секунду.

В 1955 году Морис Уилкс изобретает
микропрограммирование, принцип,
который позднее стал широко
использоваться в микропроцессорах
самых различных компьютеров. Микропрограммирование позволило
определять или расширять базовый набор команд с помощью встроенных программ.

Появление микропроцессоров привело к разработке микрокомпьютеров— небольших недорогих компьютеров, которыми могли владеть небольшие компании или отдельные люди. Микрокомпьютеры,
представители четвёртого
поколения, первые из которых
появился в 1970-х, стали
повсеместным явлением
в 1980-х и позже.
Стив Возняк, один из
основателей Apple Computer, стал
известен как разработчик первого
массового домашнего компьютера,
а позже — первого персонального
компьютера.

Сегодня вычислительная техника по праву считается вершиной творения человеческой мысли и является важнейшим компонентом процесса вычислений и обработки данных.