Есептеуіш техникасының даму тарихы

Информатика пәнінен ашық сабақтар

Сабақтың тақырыбы:        Есептеуіш техникасының даму тарихы

Сабақтың мақсаты:          

білімділік:                    оқушыларды  ЕТ-нің даму тарихымен оны құрылуының негізгі принциптерімен таныстыру; ЭЕМ-нің қоғам өміріндегі рөлін түсіндіру,

тәрбиелік:                   оқушыларды шыншылдыққа  ұқыптылыққа, адамгершілікке тәрбиелеу;

дамытушылық:           ЭЕМ-ді қолдану аумақтары туралы ой-өрісін кеңейту;

Сабақтың түрі:         жаңа сабақ

Сабақтың әдісі:          пікірлесіп-түсіндіру, сұрақ-жауап

Сабақтың байланысы:       тарих

Сабақтың көрнекілігі:                  кесте, оқулық

Сабақтың барысы:

І Ұйымдастыру кезеңі

а) оқушылармен сәлемдесу, түгендеу;

ә) оқушылардың зейіндерін сабаққа аудару;

б) сабақтың мақсатымен таныстыру.

ІІ Үй тапсырмасын сұрау кезеңі

  1. Мәліметтер ішкі жадта қалай орналасады?
  2. Сыртқы жадтың қандай құрылғыларын білесіңдер?
  3. Файл дегеніміз не?
  4. Ішкі және сыртқы жадтарда ақпарат қалай іздестіріледі?
  5. Файлдармен қандай операциялар жүргізуге болады?

ІІІ Үй тапсырмасын қорыту

ІV Жаңа білім беру

Көпшілік мақұлдаған топтастыруды қолданып, ЕТ дамуын келесі кезеңдерге бөлуге болады:

  1. Қол – б.э. дейіндегі елуінші мыңжылдықтан бастап;
  2. Механикалық – ХVІІ ғасырдың ортасынан бастап;
  3. Электрмеханикалық – ХІХ ғасырдың 90-шы жылдарынан бастап;
  4. Электрондық – ХХ ғасырдың 40-шы жылдарынан бастап.

Сонымен, ЕТ дамуының бұл төрт кезеңдерінің өзін жақсы қырынан көрсеткен құралдары күні бүгінге дейін қолданылады.

ЕТ-нің қол түрінің даму кезеңі есептеу үшін адам денесінің мүшелерін, бірінші кезекте саусақтарын және есептеу нәтижелерін белгілеу үшін, әр түрлі заттарды, мысалы, есептеу таяқшаларын түйіншектерді, белгілер қоюды қолдануға негізделген.

Қол түрінің даму кезеңі:

  1. Ондық пен он екілік жүйесіндегі саусақ есебі (қолдағы төрт саусақ, әрқайсысында үш буын сүйектері – барлығы төрт саусақ, әрқайсысында үш буын сүйектері – барлығы он екі).
  2. Колумбқа дейінгі Америка халықтарының түйіншек санауы.
  3. Заттарды топтастыру және бір жерден басқа жерге санап қою көмегімен санау.
  4. Есепшотпен санау (абак-алғашқы жетілдірген санау құралы) 15-ші ғасырда пайда болды. Есепшотты көбейту кестесімен біріктіру жолымен жетілдіруге соңғы талаптану 1921 жылға жатады.
  5. 17-ғасырдың басында Дж. Непердің логарифм және логарифм кестесін ойлап табуы және есептеу таяқшаларымен Дж. Непердің есептеу тақтасын ендіру.

Механикалық құралдардың даму кезеңі:

  1. Механикалық есептеу принциптерін қолданатын есептеу құрылғылары мен аспаптарын жасау. 1623 жыл – 6 разрядты сандармен арифметикалық амалдар орындауға арналған Шиккардтың алғашқы машинасы. Ол көбейтетін, қосатын, сандарды жазатын тәуелсіз құрылғылардан тұратын.
  2. 1642 жылы Блез Паскаль ойлап тапқан он разрядты сандармен арифметикалық амалдарды механикалық түрде орындайтын машина.
  3. 1673 ж. Г.В.Лейбниц алғашқы арифмометрді құрастырды. Арифмометр кең тарады және бірнеше рет жетілдірілді. Оған мысал, Томас арифмометрді (томас-машина), Болле машинасы, Орднер арифмометрі т.б. арифмометр пайда болуымен байланысты есепші мамандығы пайда болды. 1969ж. ССРО-да арифмометрді шығару ең жоғары деңгейге жетті (300 мың арифмометр). 20-ғасырдың 70-ші жылдары арифмометрді элементтікбазасы интегралдық схемаға негізделген калькулятор ығыстырды.
  4. 19-ғасырдың бірінші жартысында Чарльз Бэббидж әмбебап есептеуіш (аналитикалық) машина құрастыруға талаптанды. Бұл машина перфокартада жазылған бағдарламаны қолдануы керек еді. Бэббидж бағдарламалық басқару принципін қолданып, кез келген алгоритмді шешуге арналған аналитикалық машинаны құрудың негізгі идеясын зерттеп дайындады. Бұл Жаккардтың тоқыма станогы сияқты, нағыз механикалық машина болуы тиіс еді. Бірақ сол кездегі техниканың дамуы жеткілікті дәрежеде болмауы бұл жобаның іске асуына мүмкіндік жасамады.

Электр механикалық құралдардың даму кезеңі:

  1. 1887ж. Г.Холлерит, У.Бэббидж бен Г.Джоккардтың идеяларын қолданып, алғашқы есептеуіш-аналитикалық кешенін құрды. Бұл құрал АҚТ-та (1897), Канадада (1897) халық санағын жүргізуде, АҚТ-тың темір жолдарының есептерін өңдеуде және ірі сауда фирмаларында қолданылды.
  2. 1941 ж., Конрад Цузе бағдарламалық басқаруы мен жадтайтын құрылғысы бар алдыңғыларға ұқсас машина жасап шығарды.
  3. 1944ж., Айкен ІВМ фирмасының кәсіпорнында Бэббидж жұмыстарының көмегімен электрмеханикалық реледегі «МАРК-1» аналитикалық машинасын құрастырды. Бұл машинаның есептеу жылдамдығы электр жетегі бар арифмометрден 100 есе тез болды. Бұл машинаның бірнеше жетілдірген түрлері шығарылды.
  4. 1957 ж. – ССРО- да (РВМ-1) релелік есептеуіш машина жасалды. Бұл релелік ЕТ-нің ең ірі және соңғы жобасы болды. Осы кезеңде механикаландырылған санау кәсіпорны болып табылатын есептеуіш-машина станциялары құрыла бастады.

Электрондық құралдардың даму кезеңі.

  1. 1943-45ж. АҚШ-та Моучли мен Эккерт басқарған топ Электрондық шамдардың негізіндегі ең алғашқы ENIAC ЭЕМ-ін құрастырды. Бұл әр түрлі мәселелерді шешетін әмбебап машина еді. Бұл ЭЕМ «МАРК-1» машинасынан өнімділігі бойынша 1000 есе артық және одан екі есе үлкен (салмағы 30т.) болды. ENIAC машинасында 18000 электрондық шамдар, 150 реле, 70000 резистор, 10000 конденсатор болды. Ол 140 квт қуат пайдаланды. Бірақ оның жад құрылғысы жоқ, және бағдарламаларды беру үшін сымдарды нақты бір түрде жалғастырып отыру керек болды.
  2. 1945ж. Джон фон Нейман цифрлық есептеуіш машинаның жалпы принциптерін ойлап тапты, ол қызіргі кезде дейін ДК-де қолданылады. Осы принциптер бойынша компьютерде мыналар болуы керек:

— арифметикалы-логикалық құрылғы, арифметикалық және логикалық операцияларды орындайды;

— жадтайтын құрылғы немесе бағдарламалар мен деректерді сақтайтын жад;

— басқару құрылғысы, ол бағдарламаларды орындау процесін ұйымдастырады;

— ақпарат енгізу-шығару сыртқы құрылғысы.

Алдымен белгілі бір сыртқы құрылғының көмегімен компьютердің жадына бағдарлама енгізіледі. Басқару құрылғысы жадтан бағдарламаның бірінші командасын тауып оқиды және оның орындалуын ұйымдастырады. Бірінші команданы орындағаннан кейін басқару құрылғысы келесі командаларды оқиды және т.с.с.

ЭЕМ-нің бірінші буыны (1949-1958ж.)

  1. 1949ж. Морис Уилкс (Англия) алғашқы EDVAC компьютерін жасады. Бұл жадында сақталған бағдарламалары бар ЭЕМ цифрлық электрондық есептеуіш әмбебап машиналарының алғашқы буындарына жол салды.
  2. ХХ-ғасырдың 40-50 жылдары ЭЕМ өте үлкен және қарапайым болды. Элементтік база ретінде электрондық шамдар мен реле қолданылды: жедел (оперативтік) жад триггерлерде, кейін ферриттік жүрекшелерде; шапшандығы – секундына 5-30 мың арифметикалық амалдар болды. Мұндай ЭЕМ-дер үшін бағдарламалар машиналық кодтарда жүргізілді, кейінірек автокодтар мен ассемблер пайда болды. Бұл ЭЕМ ғылыми-техникалық есептеулер жүргізу үшін қолданылды. Осы типті машиналар EDSAC, ENIAC, UNIVAC, БЭСМ, Урал жатады.

ЭЕМ-ның екінші буыны (1955-1963)

  1. 1948ж. – транзистор ойлап табылды және 50-ші жылдардың екінші жартысында транзисторлы ЭЕМ-дер пайда болды.
  2. 1959ж. – АҚШ-та екінші буынның RCA-501ЭЕМ-і құрылды.
  3. 1960ж. – ІВМ 7090 LARC7
  4. 1961 ж. – Stretsh
  5. 1962 ж. – ATLAS
  6. ал ССРО-да 2-ші буынның ЭЕМ-дері: РАЗДАН, НАИРИ, МИР, МИНСК, Урал-11, М-220, БЭСМ-4, М-4000 сияқты машиналар шығарылды.

2-ші буынның ЭЕМ-і транзисторлы (жартылай өткізгіштер) элементтік базасымен, өте кішкене фериттік жүрекшелері бар жедел жадымен 512 Кбайт көлемімен секундына 3000000 амал өнімділігімен сипатталды. Олар функционал операциялар (бөлінген уақыт режім) мен мульти-бағдарламалар режімін біріктіруді, яғни орталық процессор мен енгізу-шығару арналарынң қатар жұмыс істеуін қамтамасыз етеді. Өлшемі бойынша ЭЕМ-дер кіші, орта, үлкен және арнайы түрлерге бөлінеді ЭЕМ-нің жетілдіруімен қатар бағдарламалық жабдықтамалар дамыды, алгоритмдік бағдарламалау тілдері, АБЖ, диспечерлер пайда болды.

ЭЕМ үшінші буыны (1964-1976ж.)

  1. 1958ж. – Джек Килби бірнеше транзисторды бір пластинаға қалай орналасатыру керек екенін ойлап тапты.
  2. 1959ж. – Роберт Нойд ең алғашқы чиптерді (интегралдық схемаларды) құрастырды.
  3. Үшіншісі буынның алғашқы ЭЕМ-і деп ІВМ/360 модельдерінің сериясын (1964 ж. АҚШ) санауға болады.
  4. ЭЕМ-нің үшінші буынына РДР-8 (бірінші мини-компьютер, ол 1965ж. Құрылды және құны 20 мың $ болды) РДР-11, В-3500, ЕС-ЭЕМ сериясы жатқызуға болады, ЭЕМ-нің үшінші буыны интегралдық схемалары (ИС) және жартылай үлкен схемалы (ҮС) жартылай өткізгіш интегралдық схемадағы жедел жад құрылғысымен, 16Мб көлемімен, секундына 30млн. Операция өнімділікпен сипатталады. Өлшемі бойынша ЭЕМ үлкен, орташа, мини және микро болып бірнеше түрге бөлінеді. Бұл буынның типтік модельдері – ЕС-ЭЕМ, СМ-ЭЕМ, ІВМ/360, РДР,VAX.

ЭЕМ-нің үшінші буынына тән ерекшелік  — бұл операциялық жүйесінің болуы, мульти-бағдарламалау мен ресурстарды (шалғай құрылғыларды), ЭЕМ-нің өзінің аппараттық бөлігін немесе тікелей операциялық жүйені басқару мүмкіндігінің пайда болуы. ЭЕМ-дегі бағдарламалық жасақтама ОЖ, ҚБӨ, ДББЖ, АБЖ, жоғары дәрежелі алгоритмдік тілдердің  (ПЛ-1, АЛГОЛ; КОБОЛ…) пайда болуымен күрделенеді.

ЭЕМ-нің төртінші буыны (1977-қазіргі кез)

  1. Төртінші буынның ЭЕМ-дерінің ең алғашқы танымал сериясы – ІВМ/370.
  2. Төртінші буынның ЕТ-нің конструктивті-технологиялық негізі үлкен интегралды схема (ҮИС) және өте үлкен интегралды схема (ӨҮИС), олар 70-80 жылдары құрылған, шапшаң жадтайтын құрылғылар болды. ЭЕМ ЯВА-ны тиімді пайдалануға, қиыншылықтары бар программистер үшін бағдарламалау процесін жеңілдетуге есептеліп шығарылады. Төртінші буынның машиналарының паркін микро-ЭЕМ-ге, ДК-ге, мини-ЭЕМ-ге, жалпыға арналған ЭЕМ-ге, арнайы ЭЕМ-ге және супер ЭЕМ-ге бөлуге болады. Төртінші буын машиналарының жедел жады – жартылай өткізгіш АҮИС-те, көлемі 16Мб және одан жоғары. Бұл буынның машиналарына ІВМ/370, SX-2, IBMC/XT/AT, PC/2 Cray типтерін жатқызуға болады.

Дербес компьютерлер.

  1. Бүгінгі күні тараған ДК – ЦЭВМ. Олардың пайда болуы алғашқы РДР-8 мини-ЭЕМ-ге барып тіреледі.
  2. 1970ж. –INTAL фирмасы жатың интегралдық схемасын және тамызда үлкен ЭЕМ-нің орталық процессорына барабар интегралдық схеманы (INTEL-4004 микропроцессоры) сата бастады.
  3. 1975ж. – INTEL-8008 микропроцессоры бар Альтаир-8800 ең алғашқы ДК пайда болды.
  4. 1981ж. – ІВМ фирмасы ІВМРС дербес компьютерлерін шығара бастады.
  5. 1983ж. – қатқыл дискісі бар ІВМ РС ХТ компьютерлері шығарылды.
  6. 1985ж. — ІВМ РС АТ дербес компьютерлерінің шығарылуы басталды.

 

V  Жаңа сабақты түсінгенін тексеру

  1. Бірінші электронды-есептеуіш машина қалай аталған? Ол қай жылы жасалды?
  2. «Марк-1» машинасы қандай элементтерден жасалды?
  3. Бұрынғы Кеңестер Одағындағы бірінші ЭЕМ қай жылдары жасалды? Оны кім жасады?
  4. ЭЕМ буындарын атаңдар. Олардың бір-бірінен айырмашылығы неде?
  5. Қазіргі дербес компьютерлер қай буынға жатады?

VІ  Сабақты қорыту

VІІ  Үйге тапсырма

27-34  бет, конспект жазу

VІІ  Білімдерін бағалау кезеңі