Тема: Історія розвитку комп’ютерів.
Мета:
а) ознайомити учнів з основними етапами розвитку і сфери застосування комп’ютерів;
б) виховувати любов до предмета, бережне ставлення до шкільного майна, почуття відповідальності;
в) розвивати інтерес до уроків інформатики, увагу, уміння користуватися комп’ютером.
Обладнання та матеріали: плакати, комп’ютери, підручник (“Інформатика”За ред. А.Ф. Верлань Київ 2001р.).
Тип уроку: комбінований.
Структура уроку
І. Організаційна частина. Перевірка присутності учнів.
ІІ. Оголошення теми і мети уроку.
Тема: компоненти комп’ютера.
Мета: На сьогоднішньому уроці ви повинні ознайомитись з компонентами комп’ютера.
III. Перевірка раніше вивченого матеріалу
1. Назвіть види пам'яті комп'ютера.
2. Як використовується оперативна пам'ять комп'ютера?
3. Скільки байтів міститься в кілобайті і мегабайті?
4. Що таке жорсткий диск і для чого він призначений?
5. Які види дисків використовуються у персональних комп'ютерах?
6. Що таке піксель?
7. Чим відрізняється управління курсором за допомогою клавіш кла¬віатури і «мишки»?
8. Назвіть пристрої введення-виведення інформації, що використо¬вуються в персональних комп'ютерах.
IV. Вивчення нового матеріалу
Лічильні пристрої до появи ЕОМ
Ще за часів найдавніших культур людині доводилося розв'язувати задачі, пов'язані з торговельними розрахунками, з обчисленням часу, із визначенням площі земельних ділянок тощо. Зростання обсягів цих розрахунків призводило навіть до того, що з однієї країни до іншої запрошували спеціально навчених людей, які добре володіли технікою арифметичного числення. Тому рано чи пізно мали з'явитися пристрої, що полегшують виконання повсякденних розра¬хунків. Так у Давній Греції й у Давньому Римі були створені пристрої для лічби, названі абак (від грецького слова abakion - «дощечка, покрита пилюкою»). Абак називають також римською рахівницею (латиною - abacus). Це були кістяні, кам'яні чи бронзові дошки із заглибленнями-смугами, у яких містилися кісточки (або камені). Лічба здійснювалася пересуванням кісточок.
У країнах Давнього Сходу (Китаї, Японії, Індокитаї) існувала китайська *рахівниця (на малюнку показано музейний екземпляр «Дракон»). На кожній нитці або дротині в цій рахівниці було по п'ять і по дві кісточки. Лічили одини¬цями і п'ятірками. У Росії для арифметичних обчислень застосовувалася русь¬ка рахівниця, що з'явилися в XVI столітті, але подекуди рахівниці можна зустріти і сьогодні.
Розвиток пристроїв для лічби крокував у ногу з досягненнями математики. Незабаром після введення в обіг логарифмів у 1623 р. з'явилася логарифмічна лінійка, яку винай¬шов англійський математик Едмонд Гантер. Логарифмічній лінійці судилося довге життя: від XVII століття до нашого часу.
Однак наявність абака, рахівниці, логарифмічної лінійки не є механізацією процесу обчислення. У XVII столітті видатний французький учений Блез Па¬скаль створив принципово новий лічильний пристрій - арифметичну машину. В основу її роботи Б. Паскаль поклав відому до нього ідею виконання розрахунків за допомогою металевих шестерень. У 1645 р. він побуду¬вав першу підсумовувальну машину, а в 1675 р. Паскалю вдалося створити машину, що виконувала всі чотири арифметичні дії. Майже водночас з ним у 1670-1680 pp. відо¬мий німецький математик Готфрід Лейбніц сконструював лічильну машину.
Лічильні машини Паскаля і Лейбніца ста¬ли прообразом арифмометра. Перший ариф¬мометр для чотирьох арифметичних дій, який застосовувався у практиці, вдалося сконст¬руювати тільки через сто років, у 1790 p., ні¬мецькому годинниковому майстру Гану. Зго¬дом пристрій арифмометра удосконалювався багатьма механіками з Англії, Франції, Італії, Росії, Швейцарії. Арифмометри застосовува¬лися для виконання складних розрахунків під час проектування та будівництва кораблів, мостів, будинків, проведення фінансових опе¬рацій. Але продуктивність роботи на арифмометрах залишалася невисокою, нагальною вимогою часу була автоматизація розрахунків.
У 1833 р. англійський вчений Чарльз Бебідж, укладач таблиць для навігації, розробив проект «аналітичної машини». За його задумом, ця машина мала стати гігантським арифмометром із програмним керуванням. У машині Бебіджа перед¬бачені були також арифметичний і запам'ятовуючий пристрої. Його машина стала прообразом майбутніх комп'ютерів. Але вузли, що використовувалися в ній, не були досконалими, наприклад для запам'ятовування розрядів десяткового числа в ній застосовувалися зубчасті колеса. Здійснити свій проект Бебідж не зміг: з недостатній розвиток техніки, і «аналітична машина» на деякий час була та.
Лише через 100 років машина Бебіджа привернула увагу інженерів. Лише в XX столітті німецький інженер Конрад Цузе розробив першу двійкову цифрову машину Z1. У ній застосовувалися електромеханічні реле, тобто механічні перемикачі, які починають працювати під дією електричного струму. У 1941 p. K. Цузе створив машину Z3, цілком керовану за допомогою програми.
У 1944 р. американець Говард Айкен на одному із підприємств фірми IBM будував досить потужну на той час обчислювальну машину «Марк-1». У цій шині для зображення чисел використовувалися механічні елементи - лічильні леса, а для керування - електромеханічні реле.
Покоління ЕОМ
Історію розвитку ЕОМ варто описувати, використовуючи знання про покоління обчислювальних машин. Кожне покоління ЕОМ характеризується своїми конструктивними особливостями і можливостями. Зробимо опис кожного з поколінь, однак пам'ятатимемо, що розподіл ЕОМ на покоління є умовним, оскільки водночас випускалися машини різного рівня.
Перше покоління
Різкий стрибок у розвитку обчислювальної техніки відбувся після Другої світової війни, і пов'язаний він був із появою якісно нових електронних пристроїв - електронно-вакуумних ламп.
Перша ЕОМ створювалася в 1943 - 1946 pp. у США і називалася ЕНІАК NIAC-Electronic Numerical Integrator and Calculator - електронно-числовий інтегратор і обчислювач). Ця машина містила близько 18 тисяч електронних ламп, багато електромеханічних реле, причому щомісяця виходило з ладу близько 2 тисяч ламп. У машин ЕНІАК, а також в інших перши ЕОМ був серйозний недолік програма, що виконувалася зберігалася не в пам'яті машини, набиралася складним способом з допомогою зовнішніх перемичок. У 1945 р. відомий математик і фізик-теоретик фон Нейман сформулював загальні принцип роботи універсальних обчислювальних пристроїв. За фон Нейманом, обчислювальна машина повинна керуватися програ¬мою з послідовним виконанням команд, а сама програма — зберігатися в пам'яті машини. Перша подібна ЕОМ була побудована в Англії в 1949 р.
У 1951 році в СРСР була створена «МЗСМ» (малая злектронно-счетная машина). Ці роботи здійснювались в Україні (м. Київ) в Інституті електро¬динаміки під керівництвом видатного конструктора обчислювальної техніки С.О. Лебедєва. Можна стверджувати, що «МЗСМ» була першою ЕОМ в континентальній Європі.
Згодом на зміну лампам прийшли напівпровідникові прилади. Так завер¬шився перший етап розвитку ЕОМ. Обчислювальні машини цього етапу прийнято називати ЕОМ першого покоління.
Насправді, ЕОМ першого покоління розміщувалися у великих машинних залах, споживали багато електроенергії та вимагали охолодження за допомогою потужних вентиляторів. Програми для цих ЕОМ потрібно було складати у машинних кодах, і це могли робити тільки фахівці, що знали детально пристрій ЕОМ.
Друге покоління
Розробники ЕОМ завжди прямували за прогресом в електронній техніці. Коли в середині 50-х років на зміну електронним лампам прийшли напівпровідникові прилади, почалося переведення ЕОМ на напівпровідники.
Напівпровідникові прилади (транзистори, діоди) були, no-tome, значно компактнішими, ніж їхні лампові попередники. По-друге, вони мали триваліший термін служби. По-третє, споживання енергії в ЕОМ на напівпровідниках було істотно нижчим. З упровадженням цифрових елементів почалося створення ЕОМ другого покоління.
В Україні першою малою ЕОМ стала машина «Днепр-1», серійне виробництво, якої було налагоджено на заводі «Арсенал» (м. Київ). ЕОМ «Днепр-1». Передувала унікальній за своєю архітектурою машині «Мир-1», розробленій в 1965 р. в Інституті кібернетики (керівник В.М. Глушков). Машина «Мир-1» та наступна модифікація «Мир-2» передбачались для інженерних розрахунків, і виконував на ЕОМ сам користувач без допомоги оператора.
За кордоном найпоширенішими машинами другого покоління були «Елліот» Англія), «Сіменс» (ФРН), «Стретч» (США).
Трете покоління
Чергова зміна поколінь ЕОМ відбулася наприкінці 60-х років при переході від напівпровідникових приладів у пристроях ЕОМ до інтегральних схем. Інтегральна схема (мікросхема) - це невелика - пластинка кристалу кремнію, на якій розміщуються сотні і тисячі елементів: діодів, транзисторів, конденсаторів, резисторів тощо.
ЕОМ зросла до 10 мільйонів операцій за секунду. Крім того, складати програми -дя ЕОМ стало під силу простим користувачам, а не тільки фахівцям у галузі електроніки.
У третьому поколінні з'явилися великі серії ЕОМ, що розрізняються за своєю продуктивністю і призначенням.
Четверте покоління
У процесі вдосконалення мікросхем з'явилися великі інтегральні схеми (ВІС), у яких на один квадратний сантиметр припадає декілька десятків тисяч елементів. На основі ВІС були розроблені ЕОМ наступного - четвертого покоління.
Завдяки ВІС на одному невеличкому кристалі кремнію стало можливим розмістити таку велику електронну схему, як процесор ЕОМ (про процесори йтиметься пізніше). Однокристальні процесори згодом почали називати мікропроцесорами. Перший мікропроцесор був створений компанією Intel (США) у 1971 р. Це був 4-розрядний Intel 4004, що містив 2250 транзисторів і виконував 60 тис. операцій за секунду.
Мікропроцесори стали основою міні-ЕОМ, а потім і персональних комп'юте¬рів, тобто ЕОМ, орієнтованих на одного користувача. Почалася епоха пер¬сональних комп'ютерів (ПК), що триває і досі. Однак четверте покоління ЕОМ - це не тільки покоління ПК. Крім персональних комп'ютерів, існують й інші, значно потужніші комп'ютерні системи.
П'яте покоління
Починаючи із середини 90-х років, у потужних комп'ютерах застосовуються супермасштабні ВІС, які вміщують сотні тисяч елементів на квадратний сантиметр. Багато фахівців почали говорити про комп'ютери п'ятого покоління.
Передбачається, що обчислювальні машини п'ятого покоління будуть легко-керованими. Користувач зможе голосом подавати команди машині.
Галузі застосування обчислювальних машин
У людей завжди існувала потреба виконувати ті або інші розрахунки. Поява ЕОМ дала можливість вирішувати такі завдання:
Математичні розрахунки - виконання розрахунків за допомогою різних математичних пакетів, електронних таблиць тощо.
Бази і банки даних — створюються в різних галузях людської діяльності (законодавство, економіка, бізнес, медицина та інше).
Бізнес-додатки - бухгалтерські програми, облік руху товарів і фінансів, обслуговування банків і страхових компаній, автоматизовані системи керування підприємствами тощо.
Робота з текстовими матеріалами - створення Документів, оптичне розпіз¬навання, переклад.
Видавництво і поліграфія - макетування книг, журналів, газет; автома¬тизація поліграфічного процесу.
Комп'ютерна графіка і живопис - опрацювання графічних зображень, ство¬рення малюнків засобами комп'ютерної графіки.
Інженерна графіка - різні програмні додатки в архітектурі, машинобуду¬ванні, електронній техніці; створення геоінформаційних систем.
Наукові дослідження - машинне моделювання експериментів, розрахунки І фізичних моделей тощо.
Комунікації - комп'ютерні мережі різного масштабу, Інтернет, електронна пошта, телеконференції.
Web-технології - підготовка публікацій, призначених для World Wide Web; електронна комерція.
Розваги і дозвілля - мультимедійні додатки, комп'ютерні ігри, контакти із зовнішнім світом.
V. Підведення підсумку уроку
1. Назвіть пристрої, що допомагають людині при лічбі.
2. Коли почалася механізація процесу розрахунків і з якими винаходами вона пов'язана?
3. Що таке аналітична машина Бебіджа і коли вона була створена?
4. Чим відрізняються ЕОМ від механічних лічильних машин?
5. Коли і ким була створена перша ЕОМ?
6. Назвіть й опишіть покоління ЕОМ.
7. Яка ознака є основною у визначенні належності ЕОМ до того чи іншого покоління?
8. Назвіть відомі вам галузі застосування ЕОМ.
VI. Домашнє завдання.
Опрацювати конспект, підручник Гаєвського § 5
Історія розвитку комп’ютерів.
- Деталі
- Батьківська категорія: План-конспекти уроків
- Категорія: Уроки з Інформатики