История развития вычислительной техники

Моя мама работает экономистом. Работа экономиста связана с выполнением различных расчетов на предприятии. Она занимается учетом всех затрат на производстве, доходов от оказания услуг, а также финансовым результатом. Расчеты она выполняет с помощью компьютера. Мне стало интересно, как она проделывает расчеты с помощью компьютера. Сегодня ни одна сфера деятельности человека не обходится без ЭВМ. Наука, банковское дело, бухгалтерский учет, финансовый учет, машиностроение, телевидение, медицина и многое, многое другое. Но были времена, когда понятие компьютера и программного обеспечения даже не существовали, а считать умели только на пальцах. Какова же история развития счета?

История развития счета.

Искусство счета развивалось с развитием человечества. В те времена, когда человек лишь собирал в лесу плоды и охотился, ему для счета хватало четыре слова: один, два, три и много. Именно так считают и сейчас некоторые племена, живущие в джунглях Южной Америки.

Однако, когда люди начали заниматься животноводством и земледелием, то им уже стало необходимо пересчитать коз в стаде или количество корзин с выращенными плодами (которых было больше трех), заготовленными на зиму.

Способов счета было придумано немало: делали зарубки на палке по числу предметов, завязывались узлы на веревке, складывались в кучу камешки. Но палку с зарубками с собой не возьмешь, да и камни таскать не очень приятно, а пастуху нужно знать – не отбилась ли какая коза от стада. И тут на помощь приходят пальцы рук – отличный счетный материал, им до сих пор пользуются не только первоклассники. А если предметов больше десяти? Конечно, можно использовать и пальцы на ногах, а дальше? Тут уже ничего не оставалось делать, как придумать десятичную систему, которой мы пользуемся сейчас: считаем десятки; когда наберется десять десятков, называем их сотней; потом десять сотен – тысячей. В древней Руси десять тысяч называли «тьма». Отсюда выражение «тьма народу».

Некоторые племена использовали только четыре пальца одной руки, однако при этом учитывали, что каждый палец состоит из трех фаланг, т. е имели в распоряжении двенадцать объектов счета. Так возникла дюжина, которая сто лет назад была широко распространена и в Европе, и в России, но постепенно уступила свое место десятке.

Цифры 1,2,3называются арабскими, хотя арабы лишь передали в Европу способ записи чисел, разработанный индусами. Об этом пишет один из первых математиков эпохи Возрождения Леонардо Пизанский, получивший прозвище «Фибоначчи» - «заика», в «Книге об абаке», написанной в 1202 году.

В Древней Греции поступили очень просто: греки не стали выдумывать специальные значки для цифр, а использовали буквы. Единицу обозначали буквой - А, двойку – В, тройку – Г и т. д.

Существует также римская система записи цифр.

I – один Увидев на фронтоне особняка запись

II – два MDCCLXXXIX, вы узнаете , что этот

III – три дом построен в 1789 году.

IV - четыре

V - пять Почему мы до сих пор пользуемся этой

VI – шесть неудобной системой записи чисел?

VII- семь Наверное, потому, что с ее помощью

VIII – восемь можно отличить при письме одни

IX - девять числа от других.

X - десять

L - пятьдесят

G - сто

D - пятьсот

M - тысяча

3. История развития вычислительной техники.

Первый компьютер, его усовершенствование

История вычислительной техники началась едва ли не раньше, чем окончательно сформировалось понятие числа. Неспроста в некоторых языках слово «цифра» происходит от слова «палец» - поначалу счет был неотделим от загибания пальцев. Пальцы и стали первой вычислительной машиной. По мере развития счета развивалась и техника вычислений; на пальцах оказалось можно складывать, вычитать и даже умножать довольно большие числа.

Простейший пример: вы забыли таблицу умножения на 9, а вам нужно быстро сообразить, сколько будет 9 х 6. Нет ничего проще! Вы, кладете перед собой две руки, отсчитываете слева шестой палец и загибаете его. Готово: первая цифра произведения 9 х 6 – слева от загнутого пальца, вторая – справа. Получился правильный ответ: 54. Но можно перемножать и другие числа, правда, сложнее.

Теперь уже эти методы никто не вспоминает, но в середине века пальцевый счет был широко распространен. А знаменитый Фибоначчи в XIII веке рекомендовал всем осваивать счет на пальцах!

Великий переворот в вычислительной технике произошел с изобретением абака. Даже если вы не слышали этого слова, вы встречали, и не раз, русскую разновидность этого прибора – счеты. В разных странах абак выглядел по – разному (доска с линиями, вдоль которых выкладывали камушки; доска с желобками; доска с прутиками, на которые нанизывали костяшки: различные таблицы), но суть его устройства была одна и та же – ряды предметов, отвечающие за разные разряды числа. Интересно, что все эти «счетные машины», кроме наших счет, были пятиричными (по пять косточек в ряду).

Но вычисления с развитием торговли, банковские дела, техники становились все более трудоемкими, и мысль поручить счет машине оставалась привлекательной. Многие умы занимались этой проблемой. В XVII веке появились первые механические счетные машины. В 1642 году, великий французский математик, физик и философ Блез Паскаль (1623 – 1662) создал свою счетную машину. Она умела складывать и вычитать. Механизм этот был прародителем арифмометров, еще недавно стоявших на столах в каждом учреждении, где приходилось много считать.

Настоящий арифмометр, умевший не только складывать и вычитать, но умножать и делить, сконструировал замечательный математик и философ Готфрид Вильгелм Лейбниц (1646 – 1716).

Наконец, в первой половине XIX века англичанин Чарльз Бэббидж (1791-1871) разработал конструкцию машины, по многим причинам достойной называться первым компьютером. Английский математик Чарльз Беббидж жил в 19 веке. Это был выдающийся человек своего времени. Крупный ученый. Профессор Кембриджского университета. Он никогда не упускал возможности измерить, пощупать своими руками все, что казалось ему важным и интересным. Измерял частоту пульса и дыхания у разных животных. Опускался под воду в водолазном колоколе – и предложил проект двухместной подводной лодки. Поднимался на вулкан Везувий, чтобы наблюдать его извержение. Он составлял грамматику и словарь мирового универсального языка. А однажды опубликовал статью: «Об искусстве открывания любых замков» И все-таки главным делом его жизни было конструирование новой счетной машины.

Машина, придуманная Чарльзом Беббиджем, была похожа на настоящую фабрику по производству вычислений.

На любой фабрике есть склад, где хранятся сырье и готовая продукция.

Есть цех, где эта продукция производится.

Есть контора, которая управляет производством.

Машина Беббиджа имела подобную конструкцию. Набор специальных колос – склад чисел. Здесь запоминаются исходные данные и результаты вычислений. Механизм из шестеренок, рычагов и пружин – цех. Тут производятся вычисления. Есть и контора, которая управляет всем вычислительным процессом с помощью бумажных карт. Отверстия на картах – указания машине для действий. Человек заранее должен составить программу работы машины, подготовить карты с отверстиями. Карты задают то множество формул, по которым ведутся вычисления. Машина сама должна сосчитать, вычислять – работать по программе. Автоматически. Точно, без ошибок. Результаты вычислений она будет пробивать на металлических пластинках. Изобретение профессора Беббиджа было выдающимся.

Но при жизни автора, эта машина так никогда и не была построена, и лишь через сто лет появились первые возможности для создания настоящих компьютеров. Но это уже совсем другая история.

Первый компьютер и был, и не был. Не был – потому, что его автор Чарльз Бэббидж не мог его построить: в то время (свою работу Бэббидж начал в 1834 году) подобная машина могла быть только механической. Но точность изготовления деталей, которая необходима для этой машины, в середине XIX века была недостижима. Кроме того, Бэббидж все время совершенствовал свое изобретение и никак не мог остановиться.

Но первый компьютер все же был – не осуществленный в «железе», но продуманный до мельчайших деталей, тщательно вычерченный. Кроме полного комплекта чертежей, выполненных автором, нам осталось подробное словесное описание замечательной машины, составленное сотрудницей Бэббиджа Августой Адой Лавлейс, разработанная ее теория программирования и несколько первых в истории человечества программ, написанных для этой вычислительной машины. Ибо машина Бэббиджа была способна работать по различным программам, выполняя автоматически от начала до конца все действия, необходимые для решения какой-либо инженерной или математической задачи.

Основные части первого компьютера были теми же, что и в каждой современной ЭВМ: устройство для ввода данных, запоминающие устройство, способное хранить исходные данные и промежуточные результаты (Бэббидж называл его «складом»; арифметическое устройство, выполняющее все четыре действия арифметики («мельница»); устройства управления руководившее перемещениями со «склада» на «мельницу» и работой «мельницы», и обеспечивавшее выполнение нужных действий в нужном порядке по заданной программе; устройство для вывода результата. Загружалась программа при помощи комплектов карточек с пробитыми дырочками – перфокарт.

Современный компьютер ни внешне, ни внутренне ничем не напоминает механического «динозавра» Бэббиджа. В нем нет ни колес, ни шестеренок. Но «архитектура» его та же – дисковод для ввода данных с дискеты, процессор для вычислений, программа для руководства, экран монитора и принтер для вывода результата. А перфокарты лишь совсем недавно вышли из программистского обихода – с тех пор, как их вытеснили дискеты.

Как же « родился» компьютер, который мы каждый день можем видеть у себя дома, в школе или на работе у родителей.

Первый электронный компьютер был построен в 1946 году по проекту американского инженера Маучли. Электронные компьютеры за одну секунду производят несколько тысяч арифметических операций. Наша промышленность электронную вычислительную машину «Стрела» выпустила 1953 году. Именно «Стрела» сделала расчеты первого пассажирского самолета ТУ – 104. Как же обрадовались инженеры, когда уже через 17 часов все вычисления были закончены. Электронный компьютер воплотил в жизнь все идеи счетной фабрики Чарльза Беббиджа. Однако, увидев его, Беббидж вряд ли узнал бы свое изобретение. Первые компьютеры были такими огромными, что занимали целый дом. Компьютер состоял из десятка металлических шкафов. В каждом работала сотня электронных ламп. Но для работы ламп нужно высокое напряжение. Рядом с компьютером стояли мощные трансформаторы. Даже простая электрическая лампочка при работе ощутимо нагревается. А тысячи ламп? Понадобились мощные холодильные установки и вентиляторы. От нагревания лампы перегорают. Значит, нужны ремонтные мастерские. Вычислительная машина «Стрела» вместе со своим вспомогательным оборудованием занимала площадь в 500 квадратных метров. Этого хватило бы на 10 квартир. Целый дом для компьютера.

Но с развитием научно-технического прогресса стали нужны более мощные компьютеры. Ученые выяснили – серебро, медь, алюминий – проводят электрический ток. Их называют проводниками. А вот стекло, фарфор, пластмассы ток не проводят. Это - изоляторы. А такие редкие вещества – кремний, германий, селен – то проводят электрический ток, то не проводят. Все зависит от направления тока: в одну сторону ток идет легко, в другую нет. Эти вещества – полупроводники. Они – то и стали основой транзистора. Радиопромышленность быстро освоила выпуск радиоприемников на транзисторах. Вскоре миниатюрные транзисторы заменили громоздкие лампы и в компьютерах. Появились новые счетные элементы: маленькие кристаллики полупроводника и тоненькие короткие проводнички между ними. Электрические импульсы легко и быстро пробегают через них. Счетные элементы стали в десять раз меньше. Значит, уменьшились и сами компьютеры. Полупроводники требуют гораздо меньше электроэнергии. Значит, выделяют меньше тепла, следовательно, реже перегорают. Не нужны холодильники и вентиляторы.

Теперь компьютер легко помещается в комнате.

Но самое главное – возросла скорость счета. Компьютеры стали работать в сто раз быстрее. Сто тысяч операций в секунду.

Компьютеры на электронных лампах уступили место новому поколению счетных машин – компьютерам на транзисторах.

Но ученые продолжали совершенствовать, улучшать свои проекты. Постепенно возникла идея объединить все счетные элементы машины в одном кристаллике кремния, без всяких там проводочков и сложных соединений. Так и сделали. Возникли интегральные схемы. Слово «интегральный» значит «цельный, единый». Размер такой схемы – не большая горошина, а деталей «упаковано», как в современном цветном телевизоре.

Вычислительная машина на интегральных схемах – это третье поколение ЭВМ. Они уменьшились на столько, что умещаются в письменном столе. И стали более надежными. Счетные элементы настолько близко расположены друг от друга, что электрические сигналы пробегают мгновенно. Современный компьютер производит миллион операций в секунду.

Чем больше счетных элементов «упаковано» в одном кристаллике полупроводника, тем быстрее работает машина. «Упаковку» все время уплотняли. Наконец в одном кристалле удалось уместить несколько тысяч счетных элементов! Сложный вычислительный процесс стал совершать один кристаллик с горошину! Такую заготовку для вычислительной машины называют процессор или микропроцессор. Приставка «микро» означает «малый» - ведь кристаллик совсем крошечный. Вместе с контактами и корпусом он легко помещается на ладони.

Компьютеры на микропроцессорах – новое поколение вычислительных машин. Четвертое поколение.

Создана удобная, быстродействующая вычислительная машина – персональный компьютер. Он ничем не уступает электронным гигантам прошлого. Напротив, превосходит их по всем параметрам. Миллион операций в секунду! Магнитная кассета хранит сотни необходимых программ на все случаи жизни! Включай компьютер, считай, вычисляй

А мысль ученых продолжает работать над изобретением сверхмощной вычислительной машины. Суперкомпьютера! То есть самого – самогоСпособного производить миллиард вычислений в секунду. Умеющего не только сверх быстро вычислять, но и думать, рассуждать, понимать простую человеческую речь, переводить с одного языка на другой

Итак, думающая машина – суперкомпьютер пятого поколения – скоро пригласит нас к сотрудничеству!

4. Развитие программного обеспечения. Бил Гейтс – основатель

Microsoft.

На сегодняшний день существует огромное множество программ и программных обеспечений для решений различных задач в самых разносторонних сферах деятельности человечества.

Но доминирующие положение в мире, как в производстве операционных систем, так и в прикладном программировании несомненно занимает «Microsoft». Сегодня системы Microsoft установлены на 90 процентах компьютеров. Так и моя мама выполняет экономические расчеты с помощью программного обеспечения Microsoft Excel.

28 октября 1955 года, чуть после девяти утра, на свет появился Бил Гейтс – будущий основатель Microcoft, богатейший человек планеты. Фамилия Гейтс переводится как «ворота». Он и в самом деле открыл для нас ворота в совершенно новый мир. И ключ оставил у себя.

Пытливый и смышленый, Бил скучал в обычной начальной школе. Родители поняли, что способностям их сына отвечает только привилегированное образование, и перевели его в частную школу Лэйксайд. Их решение сыграло судьбоносную роль не только в жизни Била, но и в пути, по которому пошло развитие компьютерного программного обеспечения в мире, потому что именно в Лейксайде Гейтс впервые познакомился с компьютерами и встретил Пола Алена. В 1968 году компьютеры стоили безумно дорого, но администрация школы твердо решила приобщить своих учеников к миру завтрашних технологий и нашла компромиссный вариант. С помощью собранных фондом нескольких тысяч долларов было куплено время на одном из компьютеров, принадлежавших General Electric. Машина была похожа на доисторического монстра и занимала полкомнаты. Школьное начальство даже не представляло, к чему приведет это нововведение. Сначала были краткосрочные последствия. Группа учеников - во главе с Гейтсом и Алленом – прилипла к компьютеру. Они не отходили от него, одновременно изучая компьютерную литературу. Дети забросили остальные предметы, начали пропускать уроки. Они засиживались в школе до 4 утра, составляя программы, и проводили у компьютера все выходные. Без спросу потратили все оплаченное компьютерное время. Администрация школы рассчитывала, что этого времени хватит на учебный год.

Малолетней компании повезло – лишившись первого компьютера, в том же году они получили доступ к другой машине, представленной компанией Computer Cenre Corporation. Дело было в том, что сын одного из ведущих программистов этой компании учился в Лейксайде и группа юных хакеров из Лейксайда получили неограниченный доступ к компьютеру. Их ровесники бегали с мячом, собирались на свои первые вечеринки, они же сидели, как группа заговорщиков, замысливших переворот. Конечно, не было бы Билла Гейтса и его друзей, революция глобального масштаба все равно бы состоялась. Персональные компьютеры, которые изменили жизнь человечества навсегда, неизбежно пришли бы в наш дом и офисы. Просто названия и формы были бы другими. Прогресс науки и техники не остановить. Но кто мог тогда помыслить о том, что он будет продолжен не опытными специалистами, а этими недоучившимися мальчишками?

В 1973 г. Билл Гейтс поступил в Гарвард учится на адвоката. Учеба шла своим ходом, но азарта он не чувствовал. Старый приятель Пол Ален убеждал его, что надо бы открыть собственную фирму программного обеспечения. Билл не решался бросить учебу. Все изменилось, когда Ален по пути к другу купил январский номер журнала «Популярная электроника» за 1975 год. Там на обложке была картинка «Альтаира – 8800», первого компьютера для массового покупателя. С журналом в руках он ворвался к Биллу : друзья поняли, что им представился шанс. Рынок домашних компьютеров рождался на глазах, и накануне грядущего бума срочно требовалось программное обеспечение для этих домашних машин. Гейтс сразу позвонил в MITS, компанию, создавшую «Альтаир», и сказал, что у них с Полом есть BASIC, язык программирования, который можно использовать на этом компьютере. Они блефовали – у них в этот момент не было ничего. MITS заинтересовалась предложением, и Гейтсу с Алленом пришлось в бешенном темпе работать, создавая программный код и проверяя его на других компьютерах. Они впервые прикоснулись к «Альтаиру» в день презентации своего BASIC. По всем законам, блеф должен был закончиться неудачей. Но компьютер воспринял программу как родную, и MITS сразу захотела купить права на нее. Именно в этот день, по убеждению Гейтса появился рынок «софта» компьютерного программного обеспечения. Гарвард был заброшен. Родилась компания Microsoft, куда Бил нанял на работу своих школьных друзей.

Его новые сотрудники разработали программу для крупноформатных таблиц и текстовый редактор Microsoft Word.

Восьмидесятые годы были отмечены большими прорывами – такими, как появление компьютерной мыши. Мечта Гейтса о том, чтобы компьютеры появились в каждом доме, начала сбываться. В 1986 г. акции Microsoft впервые продавались на бирже, и Билл Гейтс в одночасье стал сказочно богат.

5. Практическая часть. Создание таблицы и осуществление расчета с помощью Microsoft Exsel.

Я подумала, а что если я попробую произвести расчеты с помощью компьютера в программном обеспечении Microsoft Exsel.

Создание расчета «Расход государства на бесплатное питание учеников 4А класса» с помощью программного обеспечения Microsoft Exсеl.

Цель: Сформировать с помощью табличного процессора документ, который позволяет осуществить расчет, с помощью которого возможно определить затраты государства на бесплатное питание учеников 4 «а» класса за неделю, месяц, год.

Для этого мною были созданы таблички: с полным списком учеников в отдельности на каждый месяц. Согласно, учебного календаря, были проставлены даты и дни недели. Выходные дни и дни каникул были выделены темным цветом для удобства. В учебные дни напротив каждого ученика была проставлена сумма бесплатного питания на один день – 3,50 руб.

Для того, чтобы определить промежуточный итог расход государства за неделю, предусматриваем дополнительные столбцы по окончанию каждой недели, в которых необходимо ввести в соответствующие ячейки по каждому ученику формулу. Достаточно формулу ввести у первого ученика по списку у Абзяппаровой Диляры = Q6+ R6+S6+T6+U+V6+W6 и (сложив 3,50 руб за каждый день недели) и нажать клавишу Enter.

Для того, чтобы не вводить формулу у других учеников, достаточно с помощью мышки зафиксировать и протянуть формулу «вниз» Таким образом, автоматически получим результат за неделю по каждому ученику в отдельности.

В конце списка введем формулу Автосуммы, позволяющая сосчитать расход государства за учебную неделю всего класса

Таким образом, получив промежуточные итоги, можно получить результат за месяц.

Для этого введем формулу в соответствующую ячейку по Абзяппаровой Диляре (сложив промежуточные недельные итоги), затем эту формулу с помощью мышки протянем «вниз» по всему классу. В конце списка с помощью « Автосуммы» получим результат расхода государства на бесплатное питание класса за январь.

Аналогично января, создаем все месяцы в отдельных листах, вводим соответствующие итоги промежуточные недельные итоги, итоги за месяц.

Для того, чтобы определить расход государства на бесплатное питание учеников класса за год создаем последний лист, где нарастающим итогом вводим формулу по каждому ученику (=месячный итог января + февраля. + декабря). В конце списка класса вводим итог с помощью «Автосуммы».

Данный расчет, позволяет с точностью определить расход государства на бесплатное питание учеников 4 «А» класса за год. Результат составляет 19698 руб. Если кто-то из учеников заболел или по каким – то другим причинам не смог прийти в школу в ячейке напротив этого ученика в соответствующий конкретный день проставляется вместо 3,50 руб - ноль или ячейку оставляем просто пустой. Данный расчет предусматривает, что все ученики до конца года будут ходить в школу. Если в данном документе вести учет изначально с начала года, можно точно оперативно определить расход государства на бесплатное питание на конкретную дату (например на 18 сентября, или 19 ноября). Аналогично этому в данном табличном процессоре можно создавать расчеты для ведения табельного учета (ведение учета рабочего времени) на предприятии, или ежедневной денежной выручки и т. д.

6. Заключение

Изучая данную тему, я узнала много интересного: как зародился счет, как от простейших расчетов с помощью пальцев человечество перешло к сложнейшим расчетам на компьютере. Я сама попробовала создать с помощью программного обеспечения Microsoft Exsel таблицу с расчетом. При этом мне помогала мама. Конечно, я только слегка приоткрыла дверь в компьютерный мир и в нем еще много неизведанного. В старших классах знания по работе с компьютером будут увеличиваться.