Módne tendencie a trendy.  Doplnky, topánky, krása, účesy

Módne tendencie a trendy. Doplnky, topánky, krása, účesy

» Kedy sa objavili počítacie stroje? Počítačový stroj Čo je to živý počítací stroj.

Kedy sa objavili počítacie stroje? Počítačový stroj Čo je to živý počítací stroj.

Živý počítací stroj. Čím viac obilia ľudia nazbierali zo svojich polí, tým početnejšie boli ich stáda veľké čísla sa pre nich stala nevyhnutnou. Potom boli staré metódy počítania nahradené novým - počítanie na prstoch. Prsty sa ukázali ako vynikajúci počítací stroj. Napríklad, keď chcel človek vymeniť kopiju, ktorú vyrobil s kamenným hrotom, za päť koží za šaty, položil ruku na zem a ukázal, že na každý prst svojej ruky treba priložiť kožu. Jedna päťka znamenala 5, dve - 10. Keď nebolo dosť rúk, používali sa aj nohy. Dve ruky a jedna noha - 15, dve ruky a dve nohy - 20. Ľudia sa teda začali učiť počítať, využívajúc to, čo im dala sama príroda - svojich vlastných päť. Od tej vzdialenej doby, keď vedieť, že existuje päť prstov, znamenalo to isté ako vedieť počítať, tento výraz znel: „Viem ako svojich vlastných päť prstov. Prsty boli prvé obrázky čísel. Bolo veľmi ťažké sčítať a odčítať. Ohnite prsty - pridajte, uvoľnite - uberte.

Snímka 7 z prezentácie „Ako sa človek naučil počítať“. Veľkosť archívu s prezentáciou je 463 KB.

5. ročník z matematiky

zhrnutie ďalších prezentácií

„Zlomky v matematike“ - A Arabi začali písať zlomky ako teraz. zasadna otazka: moderný systém Zlomky boli vytvorené v Indii. Zlomok 7/8 bol zapísaný ako podiely: 1/2 + 1/4 + 1/8. Ale pridávanie takýchto zlomkov bolo nepohodlné. Skupina I. Problematické záležitosti: Úloha č.8 Ročník 9 A.G. Mordkovich Vypočítajte pomocou techník faktorizácie:

„Lekcia delenia so zvyškom“ – je všetko na svojom mieste, je všetko v poriadku, pero, kniha a zápisník? 14 (3. miesto). Po vyriešení príkladov a vyplnení tabuľky si budete môcť prečítať tému hodiny. Záver: Neúplný kvocient. dividenda. Delenie so zvyškom. Môže byť zvyšok väčší ako deliteľ? Všetci to pozorne sledujú? Rozdeľovač. 26 (zvyšok 5). Úloha. 9 (zvyšok 7).

"Násobenie a delenie desatinných zlomkov" - Mentálne počítanie. Rozlúštiť slovo. . Téma lekcie. Riešenie č. 1492 (c, d), č. 1493 Absolvujte test na desatinné zlomky v denníku. RU. I = 6,7. Učiteľ 5. ročníka: Epp Yulia Alexandrovna MBOU "Krasnoglinnaya škola č. 7". Domáca úloha. Násobenie a delenie desatinných zlomkov. K = 70,2.

"Výpočtové systémy" - Štátna vzdelávacia inštitúcia stredná škola č. 427 mesta Moskvy. Príklad písania číslic rímskymi znakmi. Aký bol rímsky číselný systém? Pri číslach nad 70 boli vyššie uvedené znaky použité v rôznych kombináciách. Pre obrázok čísla 60 bol použitý znak jednotky, ale v inej polohe. Úvod Definícia čísla Aké boli prvé číslice? Papyrus Rinda, egyptský matematický dokument (1560 pred Kristom). Obsah:

"Sčítanie prirodzených čísel" - Kto sa chce stať vynikajúcim študentom. 2. Ak pripočítate ľubovoľné číslo k nule, dostanete: 3. V akom poradí sa aplikujú vlastnosti sčítania: 91+(182+9)+15=91+(9+182)+15= =(91+9) + 182 + 15. 3+(2+1)=(3+2)+1 15+18=18+15 21-17=17-21 4+9=13. V poradí zľava doprava Ako je to pohodlnejšie Použitie vlastností sčítania podľa stĺpca. Navrhovaný výraz Neznáme údaje. 2. Ak body C a M ležia na úsečke AB, potom AB =:

"História vzniku čísel" - Vzdelávací a výskumný projekt. Každá osoba má svoje hlavné číslo. Niektoré číselné systémy boli založené na 12, iné - 60, iné - 20, 2, 5, 8. Číslo 5 symbolizuje riziko. Odhaľte magický význam čísel. "Kto hodil na svet mriežku čísel?". Najprv rátali na prstoch. Číslo 9 je symbolom univerzálneho úspechu. Chceli sme sa veľa naučiť o číslach. Anotácia.

Prezentácia na tému "Pozičné číselné sústavy" v informatike vo formáte powerpoint. V tejto prezentácii pre školákov sa uvažuje o rôznych pozičných číselných sústavách, ktoré existovali v rôznych historických obdobiach. Autor prezentácie: Ivanova Galina Anatolyevna.

Fragmenty z prezentácie

Sedem veľkolepých

  • To, že 7 je špeciálne číslo, zvažovali ľudia už veľmi dlho. Veď aj starí lovci a potom dávni roľníci a chovatelia dobytka sledovali oblohu. Ich pozornosť už dlho priťahuje súhvezdie Ursa Major - obrázky siedmich hviezd tohto súhvezdia sa často nachádzajú na najstarších
  • Medzi nebom a „sedmičkou“ bolo ešte hlbšie spojenie. Po zmenách tvaru mesačného disku si ľudia všimli, že sedem dní po novom mesiaci je na oblohe viditeľná polovica tohto disku. A po ďalších siedmich dňoch svieti na polnočnej oblohe celý mesiac. Dospeli teda ku konceptu lunárneho mesiaca, ktorý pozostáva zo štyroch siedmich dní.

Živý počítací stroj

  • Pre účet bol potrebný názov, ktorý umožňoval pomenovať nie jednotky, ale desiatky a stovky. A staré metódy počítania boli nahradené novým - počítanie na prstoch. Prsty sa ukázali ako vynikajúci počítací stroj. S ich pomocou sa dalo narátať do 5 a ak vezmete do rúk dve ruky, tak do 10. A v krajinách, kde ľudia chodili bosí, sa dalo ľahko narátať na prstoch do 20. Vtedy to väčšine prakticky stačilo. potreby ľudí.
  • A keď sa ľudia naučili počítať na prstoch do desať, urobili ďalší krok vpred a začali počítať po desiatkach. A ak niektoré papuánske kmene vedeli narátať len do šesť, iné dosiahli v počítaní niekoľko desiatok.
  • V mnohých jazykoch sú slová „dva“ a „desať“ súhlasné. Možno je to spôsobené tým, že kedysi slovo „desať“ znamenalo „dve ruky“. A teraz sú kmene, ktoré hovoria „dve ruky“ namiesto „desať“ a „ruky a nohy“ namiesto „dvadsať“. A v Anglicku sa prvých desať čísel nazýva spoločným názvom - "prsty". Takže Briti kedysi počítali na prstoch

Počítadlo a počítanie prstov

  • Gréci a Rimania robili výpočty pomocou špeciálnej počítacej dosky - počítadla. Doska počítadla bola rozdelená na pásy. Každý prúžok bol určený na odloženie určitých číslic čísel: do prvého prúžku sa vložilo toľko kamienkov alebo fazúľ, koľko je jednotiek v čísle, do druhého prúžku - koľko desiatok je v ňom, do tretieho - koľko stoviek , a tak ďalej. Na obrázku je číslo 510 742. Ten istý kameň na počítadle môže znamenať jednotky, desiatky, stovky a tisíce – ide o to, na ktorom páse leží. Najčastejšie sa počítadlo používalo na peňažné transakcie.
  • Záznam na počítadle nahradil starodávnejší záznam na prstoch. Prívrženci starej metódy ju začali vylepšovať. Dokonca sa na prstoch naučili násobiť jednociferné čísla od 6 do 9. Aby to urobili, natiahli toľko prstov na jednej ruke, koľko prvý faktor presahuje číslo 5, a na druhej urobili to isté pre druhý faktor. . Ostatné prsty boli ohnuté. Potom sa vzal počet natiahnutých prstov a vynásobil sa 10, potom sa vynásobili čísla ukazujúce, koľko prstov bolo ohnutých na rukách. Výsledný produkt bol pridaný k počtu predĺžených prstov, vynásobený 10.

štyridsať a šesťdesiat

  • Skok z desiatich na sto sa neuskutočnil okamžite. Najprv bolo ďalšie číslo po desiatke medzi niektorými národmi 40 a medzi inými 60. Skutočnosť, že toto číslo hralo veľkú úlohu medzi Rusmi a ich predkami, možno vysvetliť tým, že skôr v ich živote malo číslo 4 zvláštny význam. Keď sa teda začalo počítať po desiatkach, za najväčšie číslo sa považovali štyri desiatky.
  • Boli národy, ktoré v najhlbšom staroveku napočítali až šesť. Keď potom prešli na počítanie v desiatkach špeciálne postavenie dostal od nich nie štyri, ale šesť desiatok. To sa stalo Sumerom a starým Babylončanom. Od nich prešla úcta k číslu 60 na starých Grékov.
  • Stopy po počítaní v šesťdesiatych rokoch sa zachovali dodnes. Veď aj tak delíme hodinu na 60 minút a minútu na 60 sekúnd. Kruh je rozdelený na 360, to znamená 6 x 60 stupňov, stupeň je rozdelený na 60 minút a minúta je rozdelená na šesťdesiat sekúnd. Takže najpresnejšie hodiny a goniometrické prístroje uchovávajú spomienku na najhlbší starovek.

Babylon

  • Ekonomickejší bol záznamový systém používaný v Babylone. Čísla od 1 do 59 sa písali približne rovnakým spôsobom ako v Egypte: jednotka sa označovala klinom a desiatka znakom tvoreným dvoma šikmými klinmi. A potom Babylončania urobili takmer to isté ako my teraz. Napísať napríklad číslo 205, teda 3 *
  • 60 + 25, zobrazovali. Prvé tri kliny znamenali, že jednotka najvyššej kategórie sa brala trikrát (teda 3-krát 60) a potom prišlo označenie 25.

Desiatky a hrubé

  • Duodecimálny systém sa ukázal byť vážnym rivalom desiatkového systému počítania. Namiesto desiatok používali pri počítaní desiatky, teda skupiny po dvanástich položkách. V mnohých krajinách sa už aj teraz niektoré tovary, ako vidličky, nože, lyžice, predávajú po desiatkach.
  • A na začiatku 20. storočia sa v obchode používalo tucet desiatok, čo sa nazývalo „gross“, teda „veľký tucet“ a dokonca aj tucet grosov – „mass“. Takže, počítajúc položky v duodecimálnej sústave, by ste mohli povedať: päť hrubých, osem desiatok a šesť ďalších zemiakov.
Dielo bolo pridané na stránku lokality: 2015-07-05

Objednajte si napísanie jedinečného diela

" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Prednáška 2. Evolúcia počítačová veda

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Teória počítačovej evolúcie

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Súčasný stav výpočtovej techniky (CT) je výsledkom dlhoročného vývoja. veľká pozornosť vedcov , čoho dôkazom je rýchlo sa rozvíjajúca nová oblasť poznania, nazvaná „Teória evolúcie počítačov“ (Computer evolution theory).

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Tvorcovia teórie upozornili na podobnosť medzi vývojom výpočtovej techniky a vývojom v biológii. nová veda je založená na nasledujúcich postulátoch:

  • ;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">spontánne generovanie "živých" výpočtových systémov z "neživých" prvkov (v biológii je tento jav tzv. známy ako abiogenéza);
  • ;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">progresívny pokrok pozdĺž evolučného stromu — od protoprocesorových (jednoprocesorových) počítačov k počítačom s viacerými procesormi (viacprocesormi);
  • ;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">pokrok vo výpočtovej technike ako dôsledok užitočných mutácií a variácií;
  • ;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">smrť zastaraných technológií v dôsledku prirodzeného výberu;
  • ;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Mooreov zákon ako dôkaz evolúcie výpočtových systémov.

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Podľa odborníkov v oblasti teórie evolúcie počítačov je štúdium zákonitostí vývoja počítače a systémy môžu, podobne ako v biológii, viesť k hmatateľným praktickým výsledkom.

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="en-RU" lang="en-RU">Moorov zákon

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">19. apríla 1965 v časopise Electronics (roč. 39, č. 8) pod nadpisom " Odborníci Look to the Future“ publikoval dnes už svetoznámy článok Gordona Moorea „Napchať viac komponentov do integrovaných obvodov“ z Fairchild Semiconductors, ktorý poskytol predpoveď vývoja mikroelektroniky na nasledujúcich desať rokov na základe analýzy šiestich rok rozvoja mikroelektroniky, pričom predpovedá, že počet prvkov na čipoch elektronických obvodov sa bude každým rokom ďalej zdvojnásobovať.

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="en-RU" lang="en-RU">Existuje niekoľko výkladov Moorovho zákona:

  • ;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">najziskovejší počet tranzistorov na čipe sa každý rok zdvojnásobuje;
  • ;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">počet tranzistorov vo vyrobených čipoch sa každé dva roky zdvojnásobí;
  • ;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">technologicky možný počet tranzistorov na mikroprocesorovom čipe sa každé dva roky zdvojnásobí;
  • ;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">výkon mikroprocesora sa zdvojnásobí každých 18 mesiacov;
  • ;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Rýchlosť hodín mikroprocesora sa zdvojnásobuje každých 18 mesiacov.

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Aby som bol spravodlivý, treba priznať, že takzvaný Moorov zákon neplatí s presnosťou dostatočnou na to, aby počítať nielen zákonom, ale aj empirickou závislosťou.

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Dualizmus vo vývoji technológií

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Vývoj človeka a spoločnosti je neoddeliteľne spojený s pokrokom v technike všeobecne a výpočtovej technike zvlášť. je trend k neustálemu posilňovaniu fyzických a výpočtových schopností človeka tvorbou nástrojov, strojov a systémov strojov.;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">dualizmus vo vývoji technológií;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">, čo je znázornené dvoma evolučnými "riadkami":

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="-none-" lang="-none-">Fyzická séria

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="-none-" lang="-none-">Výpočtová séria

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">V histórii počítačovej technológie (CT) existujú dve odlišné obdobia:

  1. ;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">najjednoduchšie mechanické a elektromechanické zariadenia a stroje na výpočtovú techniku ​​(možno nazvať „pravek“ alebo „ dávna história»);
  2. ;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Počítače a paralelné počítačové systémy ("nová a nedávna história").

Mechanická éra výpočtovej techniky

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Arifmometre

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Arifmometer;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU"> (z gréckeho aritmos - počet a meter - miera, meter) - ručný stolný mechanický počítací stroj na vykonanie štyroch aritmetické operácie.

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Chronológia:

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">1492.;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU"> Leonardo da Vinci v jednom zo svojich denníkov uvádza nákres trinásťbitovej desiatkovej sčítačky založenej na prevodoch .

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">1642.;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="en-RU" lang="en-RU"> Blaise Pascal (1623–1663) predstavuje Pascaline, prvé mechanické digitálne výpočtové zariadenie Pridaný prototyp zariadenia a odčítal päťmiestne desatinné čísla.

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">1673.;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU"> Gottfried Wilhelm Leibniz (1646–1716) vytvára „kalkulátor krokov“ – desatinné zariadenie na vykonávanie všetkých štyroch aritmetické operácie s 12-bitovými desiatkovými číslami.

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">1786.;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU"> Nemecký vojenský inžinier Johann Mueller (1746–1830) predkladá myšlienku „rozdielového motora“ — špecializovaný kalkulátor na tabuľkové zostavovanie logaritmov vypočítaných diferenčnou metódou.

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Sčítací stroj navrhnutý v;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">1874;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU"> Petrohradský mechanik V. T. Odner. Výroba takýchto sčítacích strojov vznikla aj v Rusku (1890), VT Odner pridávací stroj slúžil ako prototyp pre nasledujúce modely (najmä pre model Felix, ktorý sa v ZSSR vyrábal do 60. rokov minulého storočia).

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Treba zdôrazniť, že;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">aritmometer nezabezpečoval automatizáciu, ale iba mechanizáciu výpočtov;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU"> (vďaka nástrojom ako počítadlo a registre).

Počítacie a analytické stroje

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Kalkulačky sa objavili koncom 19. a začiatkom 20. storočia.

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Existovali VM na vykonávanie účtovných a finančno-bankových operácií, štatistické VM, stroje na riešenie problémov výpočtovej matematiky.

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">V takýchto strojoch bola dosiahnutá nielen maximálna úroveň mechanizácie výpočtov, ale aj možnosť automatizácie pri zadávaní čísel a pri realizácii celého radu operácií.Na zadávanie údajov a na riadenie práce používali dierne štítky.

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Kalkulačky sú sady, ktoré zahŕňajú:

  1. ;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">stroje na vykonávanie aritmetických operácií s číslami vytlačenými na diernych štítkoch:
  • ;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">pridávanie strojov (záložiek),
  • ;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">násobiace stroje (násobenie perforátorov alebo multiplayerov);
  1. ;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">stroje (triedenie a triedenie alebo triedenie a triedenie) na vykonávanie informácií a logických operácií: klasifikácia, výber kariet s potrebnými číslami a znakmi, usporiadanie kariet v určitom poradí, porovnanie čísel atď .;
  2. ;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">dierovače, t. j. stroje, ktoré umožňovali človeku vkladať diery na karty (perforované karty);
  3. ;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">pomocné stroje, napríklad ovládacie zariadenia, reproduktory na prenos úderov z jednej karty na druhú.

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Prvý počítač na riešenie diferenciálnych rovníc vytvoril v Rusku v roku 1904 staviteľ lodí, mechanik a matematik A. N. Krylov (1863 - 1945; akademik Akadémie vied v Petrohrade od roku 1916).

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Konkrétny komplex výpočtového a analytického vybavenia môže pozostávať z rôzneho počtu zariadení, ale musí zahŕňať nasledujúce štyri zariadenia: vstupný dierovač, kontrolór, triedič a tabelátor. Dierovač sa používa na dierovanie do diernych štítkov a kontrolór sa používa na kontrolu správnosti tohto dierovania, teda správnosti prenosu informácií. z pôvodného dokumentu na dierny štítok.Spravidla je kontrola konštruovaná na báze dierovača s náhradou dierovacieho zariadenia Hlavnou funkciou triedičky je zoskupovanie diernych štítkov podľa charakteristík pre ďalšie spracovanie na tabelátore. .

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Hlavným strojom počítacieho a analytického komplexu je tabelátor. vnímanie dier, počítanie dier a tlač výsledkov, ako aj kontrolné zariadenie.

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Popri tých, ktoré sú uvedené, by počítací a analytický komplex mohol zahŕňať takzvané doplnkové alebo špeciálne stroje, vrátane vrátane finálnych dierovačov (na dierovanie nových diernych štítkov podľa konečných údajov tabulátora), perforátorov-reproduktorov (na duplikovanie diernych štítkov, ako aj prácu ako finálnych dierovačov, keď sú pripojené k tabulátorom), výpočtových príloh k tabulátorom atď. .

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Do roku 1930 dosiahol celkový počet výpočtových a analytických systémov vo svete 6-8 tisíc kusov. počiatočné obdobie rozvoj techniky perforácie, využívala sa najmä v štatistike. Postupom času sa používanie účtovníctvo a napríklad v 40-tych rokoch v ZSSR sa asi 10% počítacích a analytických strojov používalo v štatistike a viac ako 80% v účtovníctve.

Počítač Ch.Babbageovej

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Myšlienka vytvorenia univerzálneho veľkého počítača (Great Calculating Engine) patrí profesorovi matematiky na the University of Cambridge (UK), člen londýnskej Kráľovskej spoločnosti Charlesa Babbagea (Charles Babbage, 1792 - 1871; člen korešpondenta Petrohradskej akadémie vied od roku 1832).V skutočnosti mal v úmysle vytvoriť;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">automaticky;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU"> mechanický digitálny počítač (alebo inak povedané programom riadený sčítací stroj). projekt bol vypracovaný v roku 1833 .

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Ch. Babbageov mechanický stroj bol svojou funkčnou štruktúrou celkom blízko prvým elektronickým počítačom a pamäťovým zariadeniam, riadiace zariadenia a vstupno-výstupné informácie.Automatizáciu výpočtov zabezpečovalo riadiace zariadenie, ktoré pracovalo v súlade s programom - sekvencia kódovaných akcií na diernych štítkoch.C.Babbageov stroj bol vybavený možnosťou meniť priebeh programu v závislosti od získaného výsledku (v modernom jazyku - inštrukcia podmieneného skoku).

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Stroj musel byť zostavený z niekoľkých tisíc počítacích kolies, mať úložné zariadenie s kapacitou 1000 50 -bitové čísla a vstavané tabuľky logaritmov a iných základných funkcií. Musel byť umiestnený na ploche niekoľkých metrov štvorcových.

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">V roku 1835 bola zostavená najjednoduchšia konfigurácia VM, ktorá sa používala na logaritmy a riešenie algebraických rovníc. Súčasníci napísali , stroj našiel riešenia rovníc za pár minút (v porovnaní so skúseným matematikom, ktorý by potreboval dni).

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Projekt Ch. Babbage predbehol dobu, technické a technologické možnosti realizácie, bol nákladný. prečo britský parlament v roku 1842 prestal platiť za projekt na základe grantu. C. Babbage pokračoval v práci na projekte viac ako 30 rokov a vytvoril 239 detailných nákresov.

Počítače od Konrada Zuseho

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Model;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Z1;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU"> bola postavená v roku 1938;;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">prvý naprogramovaný digitálny mechanický počítač na svete;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">. Architektonické prvky;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Z1;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">boli tiež: binárne kódovanie a systém reprezentácie s pohyblivou rádovou čiarkou (alebo „polologaritmický“ systém, použiť terminológiu K. Zuse) Zároveň dĺžka čísla bola 21 číslic, z toho 1 číslica bola priradená znamienku čísla, 7 číslic bolo určených pre objednávku a jej znak, 13 číslic mantisa.

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Počítač Z1 je v podstate testovací model, ktorý nebol nikdy použitý na praktické účely. Tento stroj bol rekonštruovaný v r. Berlin od samotného K. Zuseho v 80. rokoch, teraz je vystavený v Berlínskom múzeu dopravy a techniky.

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="en-RU" lang="en-RU">Model Z2;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU"> bol vytvorený v roku 1940, ako prvý používal elektromechanické relé. V stroji Z2 bol aritmetická jednotka a riadiace zariadenie boli realizované na relé a pamäť zostala mechanická (z modelu Z1).

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Takáto konfigurácia hybridného VM nebola dostatočne spoľahlivá a nenašla praktické uplatnenie.

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="en-RU" lang="en-RU">Model Z3;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU"> –;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">prvý binárny elektromechanický počítač na svete so softvérom;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">manažment.;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU"> Práce na vytvorení stroja Z3 sa začali v roku 1939 a jeho inštalácia bola dokončená 5. decembra 1941 .

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Pozrime sa na architektonické možnosti virtuálneho počítača Z3. Zároveň, v súlade s tradíciou počítačovej analýzy, predstavujeme technické údaje a funkčná štruktúra stroja Z3.

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="en-RU" lang="en-RU">Stroj Z3 bol navrhnutý tak, aby vykonával funkcie sčítania, odčítania, násobenia, delenia, odmocniny a pomocných funkcií (v najmä binárno-desatinné prevody čísel Na reprezentáciu čísel sa používala dvojková sústava s pohyblivou rádovou čiarkou Dĺžka čísla je 22 binárnych číslic, z toho 1 číslica je znak čísla, 7 číslic je exponent resp. exponent (v doplnkovom kóde), 14 číslic je mantisa (v normalizovanom tvare) Rýchlosť VM pri vykonávaní sčítania je 3 alebo 4 operácie za 1 sekundu a čas násobenia dvoch čísel bol 4-5 sekúnd.

Von Neumannove princípy

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="en-RU" lang="en-RU">Von Neumannova architektúra – široko slávny princíp spoločné ukladanie programov a údajov do pamäte počítača. Výpočtové systémy tohto druhu sa často označujú pojmom "Von Neumannov stroj", avšak zhoda týchto pojmov nie je vždy jednoznačná. Vo všeobecnosti, keď ľudia hovoria o von Neumannovej architektúre, majú na mysli fyzické oddelenie procesorového modulu od programu a zariadení na ukladanie dát.

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Kánonická funkčná štruktúra počítača (vyššie v diagrame) je spojená s menom J. von Neumann. Štruktúra počítača zahŕňa aritmeticko-logickú jednotku (ALU), pamäť alebo pamäťové zariadenie (SMU), vstupné zariadenia (UVv) a výstupné (UVv) informačného a riadiaceho zariadenia (CU). : čísla alebo slová, najmä , abecedné sekvencie), ako aj operácie podmienených a nepodmienených skokov; pamäť sa používa na ukladanie programov a údajov; VVv - na zadávanie programov a údajov a UVv - na výstup akýchkoľvek informácií z počítača (najmä výsledkov); CU koordinuje prácu všetkých ostatných zariadení počas vykonávania programov.

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Počítačový dizajn vychádza z návrhov J. von Neumanna (John von Neumann, 1903 – 57 Počas vývoja stroja EDVAC, v polovici roku 1945, J. von Neumann napísal 100-stranovú správu zhrňujúcu výsledky práce na počítači, ktorá sa stala známou ako prvý „návrh“ („First Draft of a Správa o EDVAC"). J. von Neumann však vo svojej správe celkom jasne načrtol princípy fungovania a funkčnú štruktúru moderných počítačov. Hlavná vec je, že navrhol opustiť ručné spínače používané pri programovaní ENIAC a uložiť počítač program vo svojej pamäti s náhodným prístupom (pamäť) a upravte program pomocou toho istého stroja.

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Popíšme si architektonické princípy konštrukcie počítača.

  1. ;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Programové riadenie prevádzky počítača;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">. Programy pozostávajú zo samostatných krokov – príkazov, príkaz vykoná jeden úkon transformácie informácie.
  2. ;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Podmienený skok;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">. Toto je možnosť prepínať sa do jednej alebo druhej časti programu počas výpočtov, v závislosti od medziproduktu tie, ktoré sa získajú počas výsledkov výpočtov (zvyčajne v závislosti od znamienka výsledku po dokončení aritmetickej operácie alebo od výsledku logickej operácie).
  3. ;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Princíp uloženého programu;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU"> predurčuje jeho zapamätanie spolu s pôvodnými údajmi v tej istej RAM.
  4. ;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Používanie systému binárnych čísel;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">na reprezentáciu informácií v počítači. To výrazne rozšírilo rozsah fyzických zariadení a javov na použitie v počítači .
  5. ;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Hierarchia úložných zariadení (úložisko).;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Už od začiatku vývoja počítačov existoval nesúlad medzi výkonom AU a RAM. Hierarchia pamäte v počítači je dôležitým kompromisom medzi kapacitou, rýchlosťou, relatívnou lacnosťou a spoľahlivosťou.

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Tieto princípy J. von Neumanna sú napriek svojej jednoduchosti a samozrejmosti základnými ustanoveniami, ktoré určovali mnohoročné rýchly rozvoj výpočtovej techniky a kybernetiky.

Generácie počítačov

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Revolučné nápady alebo technologické objavy, ktoré radikálne menia budúcnosť, sa zvyčajne vyberajú ako kľúčové momenty, ktoré určujú vznik nová generácia BT.Vývoj nástrojov automatizácie výpočtovej techniky.Za jednu z týchto myšlienok sa považuje koncepcia počítača s uloženým programom v pamäti, ktorú sformuloval John von Neumann.Za východiskový bod sa považuje história Vývoj výpočtovej techniky možno zhrnúť do troch etáp:

  1. ;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Pred Neumannovým obdobím;
  2. ;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Éra počítačov a systémov s von Neumannovou architektúrou;
  3. ;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Príspevok Neumannovej éry – éry paralelných a distribuovaných výpočtov, kde spolu s tradičným prístupom, iné ako von Neumannove princípy organizácie výpočtového procesu.

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Výrazne rozšírenejšie je však spájanie generácií na zmenu technológií. generácie) a nasl. päť generácií lietadiel.Prvé štyri generácie sa tradične spájajú s elementárnou základňou výpočtových systémov: elektrónky, polovodičové súčiastky, integrované obvody s malým stupňom integrácie (IC), veľké (LSI), extra veľké (VLSI) a ultra-veľké (ULSI) integrované obvody. Piata generácia vo všeobecne akceptovanej interpretácii nie je spojená ani tak so základňou nových prvkov, ako skôr s intelektuálnymi schopnosťami lietadla. Práce na vytvorení lietadla piatej generácie sa uskutočnili v rámci rámec štyroch skôr samostatných programov realizovaných vedcami z USA, Japonska, západnej Európy a krajín Rady vzájomnej hospodárskej pomoci Vzhľadom na to, že ani jeden z programov nepriniesol očakávané výsledky, hovorí sa o piatej generácii lietadlá postupne ustupujú. generácia jednoznačne vypadne z „technologického“ princípu. Na druhej strane klasifikácia všetkých lietadiel založených na veľmi rozsiahlych integrovaných obvodoch (VLSI) do štvrtej generácie neodráža zásadné zmeny v architektúre lietadla, ku ktorým došlo v posledných rokoch. Aby sme mohli do určitej miery vysledovať úlohu takýchto zmien, použime trochu iný výklad. Vyberáme šesť generácií Slnka. Pokúsme sa stručne charakterizovať každú z nich a zdôrazniť najvýznamnejšie udalosti.

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Prvá generácia (1937–1953)

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Niekoľko vývojov si vyžiadalo úlohu prvého elektronického počítača v histórii v rôznych obdobiach. založeného na vákuových trubiciach namiesto elektromechanické relé Elektronické spínače mali byť oveľa spoľahlivejšie, pretože nemali žiadne pohyblivé časti, ale vtedajšia technológia bola taká nedokonalá, že vákuové elektrónky neboli oveľa spoľahlivejšie ako relé jedna dôležitá výhoda: kľúče na nich vyrobené sa dali prepínať tisíckrát rýchlejšie ako ich elektromechanické náprotivky.

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Špecializovaná kalkulačka ABC (Atanasoff–Berry Computer) sa často nazýva prvý elektronický počítač. od roku 1939 do roku 1942 profesorom Johnom V. Atanasoffom (1903-1995) spolu s postgraduálnym študentom Cliffordom Berrym (1918-1963) a bol určený na vyriešenie systému lineárne rovnice(až 29 rovníc s 29 premennými). ABC malo pamäť 50 slov, dĺžku 50 bitov a ako pamäťové prvky slúžili kondenzátory s regeneračnými obvodmi. Ako sekundárna pamäť sa používali dierne štítky, kde sa diery nedierovali, ale vypaľovali. ABC sa začalo považovať za prvý elektronický počítač po tom, čo boli rozhodnutím súdu anulované patenty tvorcov ďalšej elektronickej kalkulačky ENIAC. Napriek tomu je potrebné poznamenať, že ani ABC, ani ENIAC nie sú počítače v modernom zmysle slova a správnejšie sú klasifikované ako kalkulačky.

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Druhým kandidátom na prvenstvo je kalkulačka Colossus, postavená v roku 1943 v Anglicku neďaleko Cambridge. stroj bol profesor Max Newman (Max Newman, 1987-1984) a vyrobil ho Tommy Flowers (Tommy Flowers, 1905-1998). Kolos bol vytvorený na rozlúštenie nemeckých kódov. Súčasťou dizajnérskeho tímu bol aj Alan Turing. Stroj bol vyrobený vo forme ôsmich stojanov 2 vysokých ,3 m, a jeho celková dĺžka bola 5,5 m.V logických obvodoch stroja a v systéme optického čítania informácií bolo použitých 2400 elektróniek.Informácie sa čítali z piatich rotujúcich dlhých papierové krúžky rýchlosťou 5000 znakov/s.

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Napokon, tretím kandidátom na úlohu prvého elektronického počítača je už spomínaný viacúčelový programovateľný elektronický kalkulačka ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer - elektronický digitálny integrátor a kalkulačka). Myšlienka kalkulačky, ktorú v roku 1942 predložil John J. Mauchly (John J. Mauchly, 1907-1980) z Univerzity of Pennsylvánia, realizoval spolu s Presperom Eckertom (J. Presper Eckert, 1919-1995) v roku 1946. ENIAC sa od samého začiatku aktívne používal pri vývoji vodíkovej bomby. Stroj bol v prevádzke do roku 1955 a používal sa na generovanie náhodných čísel, predpoveď počasia a návrh aerodynamického tunela.

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Počítač ENIAC bol charakterizovaný nasledujúcimi ukazovateľmi: frekvencia hodín - 100 kHz; rýchlosť - 5000 a 350 operácií za sekundu, pri sčítaní a násobení desaťciferných desatinných čísel; počet elektronických lámp a elektromagnetických relé - 18 000 a 1 500; spotreba energie - 150 kilowattov; hmotnosť - 27 ton; obsadená plocha - 200 m;font-family:"Times New Roman";vertical-align:super" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">2;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU"> Odhaduje sa, že výstavba stroja ENIAC bude stáť 486 000 USD, čo je o 225 % viac ako pôvodný rozpočet.

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Stroj ENIAC je ručne rekonfigurovateľná konfigurácia pozostávajúca z troch podsystémov: riadenie, skutočné výpočty a vstup-výstup Riadiaci subsystém predstavovalo zloženie hlavnej programovej jednotky (GPU) a dvoch doplnkových programových jednotiek (DPU). a zariadenie na extrakciu druhej odmocniny (UDK) a tri tabuľkové úložné zariadenia (UHT). Vstupno-výstupný subsystém pozostával z informácií o vstupných zariadeniach (UVv) a výstupných zariadeniach (UVv).

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="en-US" lang="en-US">Keď všetky lampy fungovali, technický personál mohol nastaviť ENIAC na novú úlohu manuálnou výmenou 6000 drôtové pripojenie. prevádzkou sa ukázalo, že spoľahlivosť stroja je extrémne nízka - riešenie problémov trvalo niekoľko hodín až niekoľko dní. ENIAC svojou štruktúrou pripomínal mechanické počítače. 10 spúšťačov bolo zapojených do kruhu, tvoriace desatinné počítadlo, ktoré plnilo úlohu počítacieho kolieska mechanického stroja. Desať takýchto krúžkov plus dve klopné obvody reprezentujúce znamienko čísla predstavovalo ukladací register (takýchto registrov bolo v ENIAC - UNS celkovo 20.) Desiatky. systém v pohonoch bol podobný prednosu v Babbageovom stroji.

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Analýza ENIAC

Berieme na vedomie architektonické výhody stroja ENIAC:

  • ;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">SIMD-architektúra, distribúcia a hierarchia ovládacích prvkov, zmiešaná synchrónno-asynchrónna metóda výpočtového riadenia;
  • ;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">paralelnosť v spracovaní dát (súčasná prevádzka viacerých výpočtových zariadení a paralelné spracovanie desatinných miest čísel boli povolené) ;
  • ;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">manuálna rekonfigurovateľnosť štruktúry (manuálne programovanie „nešpecializovaného“ stroja na štruktúru problému rieši sa);
  • ;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">jednotnosť, modularita a škálovateľnosť (variabilita v počte zariadení).

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Takže stroj ENIAC mal súbor architektonických vlastností, ktoré sú vlastné moderným vysokovýkonným paralelným výpočtovým systémom základne (elektrónka trubíc).

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Na základe charakteristík základne prvkov zo 40. rokov (v tom čase boli najrýchlejšie prvky svietidiel) , potom môžete poukázať na nasledujúce nevýhody stroja ENIAC:

  • ;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">manuálne ("mechanické") časovo náročné programovanie VM podľa štruktúry riešenej úlohy ( takéto programovanie trvalo niekoľko hodín alebo dokonca dní);
  • ;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">nízka spoľahlivosť v dôsledku použitia veľkého počtu svietidiel, elektromagnetických relé, mechanických spínačov a káblov, napr. ako aj štruktúra stroja na manuálne programovanie;
  • ;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">malá kapacita pamäte RAM (334 desaťmiestnych desatinných čísel);
  • ;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">objemné a drahé auto (18 000 elektrónok, 486 000 $!):
  • ;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">hardvérová redundancia.

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="en-RU" lang="en-RU">stroj ENIAC;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU"> je prvý elektronický VM, ktorý našiel praktické využitie a bola svojho času nástrojom na riešenie zložitých problémov.

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">V roku 1945 skupina D. Mauchlyho pracovala na návrhu stroja EDVAC. Od roku 1945 , J von Neumann ako konzultant V roku 1947 sa Mauchlyho skupina rozpadla, ale iní na Moore's School of Electrical Engineering dokončili projekt EDVAC bol uvedený do prevádzky v roku 1950 (aj keď sa vylepšenia robili až do roku 1952)

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Všimnime si niektoré ukazovatele EDVAC: frekvencia hodín - 1 MHz (rádovo vyššia ako v ENIAC) ; rýchlosť - 1000 operácií za sekundu na 32-bitových binárnych číslach; Kapacita RAM - 32768 bajtov; počet elektrónok - 3000.

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Funkčná štruktúra zariadenia EDVAC

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Stroj EDVAC pozostával z centrálnej aritmetickej jednotky (AU), pamäte s náhodným prístupom (RAM), externého úložiska zariadení ( VZU), vstupných a výstupných uzlov (UVh, UVyh) a centrálnej riadiacej jednotky (CU).Tento počítač bol na rozdiel od ENIAC sériový stroj, nedokázal vykonávať dve logické ani aritmetické operácie súčasne.V tom čase to bolo technicky a ekonomicky opodstatnené.

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Aritmetické zariadenie bolo navrhnuté na vykonávanie operácií sčítania, odčítania, násobenia, delenia, extrakcie druhej odmocniny, prevod čísel z binárnej číselnej sústavy na desiatkovú a naopak, na prenos čísel z jedného registra AU do iných, ako aj medzi registrami RAM a AU a na výber;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">jedno z dvoch čísel v závislosti od znamienka tretieho čísla;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">. Posledná operácia bola použitá na prenos kontroly;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">(podmienený skok);font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU"> z jedného príkazu programu do druhého. Čísla v AU boli spracované postupne, počnúc od poslednej platnej číslice a v každom bola súčasne vykonaná iba jedna operácia, registre AU sú oneskorovacie linky pre jedno 32-bitové binárne slovo.

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Ovládacie zariadenie bolo navrhnuté tak, aby koordinovalo prácu iných počítačových zariadení, najmä tvorilo tok príkazy v AU všetkých počítačových zariadení sa vykonávali z jedného zdroja impulzov, nazývaných „hodiny“ (teraz ide o generátor hodín alebo synchronizačných impulzov).

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">V zariadení EDVAC sa prvá binárna číslica každého slova použila na identifikáciu príkazov a čísel, pričom jedna zodpovedajúce príkazu a nule - číslu. V EDVAC boli použité jednoadresové príkazy, na nastavenie operačného kódu a adresy operandu v RAM bolo priradených 8 a 13 bitov, resp.

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Takže stroj;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">EDVAC bolo plne automatické programovateľné výpočtové zariadenie;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">.

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="en-RU" lang="en-RU">strojová analýza EDVAC

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Stroj EDVAC mal tuhú funkčnú štruktúru. EDVAC svojou architektúrou patrí do triedy SISD (Single Instruction stream / Single Data stream), podľa klasifikácie M. Flynna. V EDVAC jeden tok inštrukcií spracovával jeden tok údajov. Tri generácie počítačov sú v podstate evolučnými modifikáciami stroja s architektúrou SISD.

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Zdôraznime architektonické prvky stroja EDVAC:

  • ;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">architektúra SISD, synchrónna metóda správy zariadení;
  • ;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">automatizácia výpočtov (schopnosť uložiť program do pamäte a automaticky ho upraviť);
  • ;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">sekvenčný spôsob spracovania informácií;
  • ;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">pevná štruktúra (nemožnosť ani manuálnej rekonfigurácie, okrem VZU);
  • ;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">konštruktívna heterogenita.

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Architektonické riešenia, na ktorých je počítač založený, viedli k jednoduchosti jeho implementácie: bolo potrebných asi 3 000 elektrónok (namiesto 18 000 v ENIAC).Úroveň zložitosti a dosahované technické vlastnosti (ukazovatele výkonu, kapacity pamäte a spoľahlivosti) počítača plne zodpovedali úrovni techniky a potrebám 50. rokov 20. storočia.V skutočnosti EDVAC stroj sa vyznačoval nasledujúcimi parametrami:

  • ;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">počet binárnych číslic reprezentujúcich čísla – 32,
  • ;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">hodinová frekvencia - 1 MHz,
  • ;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Kapacita RAM – bit = 32 KB.

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Napriek sekvenčnej povahe práce nebol počítač EDVAC z hľadiska výkonu nižší ako ENIAC. Napríklad, výkonnosť ENIAC a EDVAC pri operáciách násobenia bola hodnotená hodnotami: 357 oper./s (nad 10-bitové desatinné čísla) a 1000 ops./s (nad 32-bitové binárne čísla).

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Takže;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">elektronické počítače ENIAC a EDVAC odrážajú dualizmus vo vývoji digitálnej informatiky, inými slovami konštatujú nevyhnutnosť dvoch princípov: paralelnej a sériovej architektúry;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">.

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Druhá generácia (1954–1962)

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Druhá generácia sa vyznačuje množstvom úspechov v základni prvkov, štruktúre a softvéri. Generácie VM boli technologické zmeny a hlavne prechod od elektrónok k polovodičovým diódam a tranzistorom so spínacími časmi rádovo 0,3 ms.

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">TRADIC (TRAnisitor DIgital Computer) vytvorený spoločnosťou Bell Labs na objednávku vzdušné sily Spojené štáty americké ako prototyp palubného VM. Stroj pozostával zo 700 tranzistorov a 10 000 germániových diód. Za dva roky prevádzky TRADIC zlyhalo iba 17 polovodičových prvkov, čo naznačuje prielom v spoľahlivosti v porovnaní s elektrónkovými strojmi. Ďalším úplne polovodičovým VM, ktorý stojí za zmienku, bol TX-0, vytvorený v roku 1957 na Massachusetts Institute of Technology.

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Technologický pokrok dopĺňajú dôležité zmeny v architektúre VM. V prvom rade ide o vzhľad indexu registrov v procesore VM, čo umožnilo zjednodušiť prístup k prvkom poľa, predtým pri cyklickom spracovaní prvkov poľa bolo potrebné upraviť kód príkazu, najmä adresu prvku poľa v ňom uloženého. Výsledkom je, že v priebehu výpočtov sa kódy niektorých príkazov neustále menili, čo sťažovalo ladenie programu indexové registre, adresa prvku poľa sa vypočíta ako súčet adresovej časti príkazu a obsahu indexový register, ktorý vám umožňuje pristupovať k akémukoľvek prvku poľa bez ovplyvnenia príkazového kódu, ale iba upravovať obsah indexového registra.

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Druhou zásadnou zmenou v štruktúre VM bolo pridanie hardvérovej jednotky na spracovanie čísel v pohyblivom Bodový formát.čísla boli vytvorené pomocou podprogramov, z ktorých každý simuloval vykonanie jednej operácie s pohyblivou rádovou čiarkou (sčítanie, násobenie atď.), pričom sa na tento účel použila obvyklá celočíselná aritmetická logická jednotka.

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="en-RU" lang="en-RU"> rutinné operácie I/O správy a poskytujú vyššiu priepustnosť cesty "pamäť - I/O zariadenia" ( I/O).

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Nakoniec nemožno nezaznamenať významné udalosti v oblasti softvéru, a to vytvorenie vysoko- programovacie jazyky na úrovni: Fortran (1956), Algola (1958) a Kobola (1959).

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Tretia generácia (1963–1972)

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Tretia generácia sa vyznačovala dramatickým nárastom výpočtového výkonu VM, ktorý je výsledkom veľkého pokroku v architektúre, technológii , a softvér.Hlavné technologické úspechy sú spojené s prechodom od diskrétnych polovodičových prvkov k integrovaným obvodom a so začiatkom používania polovodičových pamäťových zariadení, ktoré začínajú vytláčať pamäť magnetického jadra.a érou pipeliningu a paralelného spracovania. Operačné systémy a implementácia režimu zdieľania času.

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="en-RU" lang="en-RU">Prvá tretia generácia virtuálnych počítačov používala malé integrované obvody (SSI), kde je umiestnených asi 10 tranzistorov na jednom čipe.Koncom uvažovaného obdobia sa SSI začali nahrádzať strednými integrovanými obvodmi (MSI), v ktorých počet tranzistorov na čipe rádovo vzrástol.použitie viacvrstvových dosiek plošných spojov Stále viac sa požadovali výhody paralelného spracovania, realizovaného prostredníctvom viacerých funkčných blokov, prekrývajúcich sa v čase CPU a I/O operácií, zreťazenia príkazových a dátových tokov.

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">V roku 1964 zostavil Seymour Cray (1925–1996) výpočtový systém CDC 6600, ktorého architektúra funkčný paralelizmus bol priekopníkom O päť rokov neskôr vytvoril Cray CDC 7600 s zreťazenými funkčnými blokmi a 32 nezávislými pamäťovými modulmi na dosiahnutie 1 MFLOPS CDC 7600 sa nazýva prvý zreťazený výpočtový systém (potrubný procesor). Revolučným míľnikom v histórii BT bolo vytvorenie Rodina počítačov IBM 360, ktorej architektúra a softvér dlhé roky slúžili ako štandard pre následné veľké univerzálne VM (mainframy). Z tejto rodiny bolo začlenených veľa nových nápadov na toto obdobie, najmä: predvýber príkazov, samostatné bloky pre operácie s pevnou a pohyblivou rádovou čiarkou, pipelining inštrukcií, vyrovnávaciu pamäť. Tretia generácia CS zahŕňa aj prvé paralelné výpočtové systémy: Westinghause's SOLOMON a ILLIAC IV, spoločný vývoj University of Illinois a Burroughs. Tretia generácia VT bola tiež poznačená objavením sa prvého dopravníkového vektorového lietadla: TI-ASC (Texas Instruments Advanced Scientific Computer) a STAR-100 od CBC.

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Štvrtá generácia (1972–1984)

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Štvrtá generácia sa zvyčajne počíta od prechodu na rozsiahlu integráciu (LSI) a mimoriadne veľkú ( integrácia vo veľmi veľkom meradle, VLSI) stupne integrácie. Prvé zahŕňajú obvody obsahujúce približne 1 000 tranzistorov na čipe, zatiaľ čo počet tranzistorov na jednom čipe VLSI je rádovo 100 000. S takýmito úrovňami integrácie bolo možné aby sa do jedného čipu zmestila nielen centrálna procesorová jednotka, ale aj počítač (CPU, hlavná pamäť a vstupno/výstupný systém).

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Koniec 70. a začiatok 80. rokov bol časom formovania a následného víťazného pochodu r. mikroprocesory a mikropočítače, čo však neznižuje význam zmien, ktoré nastali v architektúre iných typov počítačov a systémov.

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Jednou z najvýznamnejších udalostí v oblasti architektúry VM bola myšlienka počítača s redukovanou inštrukčnou sadou (RISC, Redused Instruction Set Computer), predloženou v roku 1975 a prvýkrát implementovanou v roku 1980. V zjednodušenej prezentácii je podstatou konceptu RISC redukcia inštrukčnej sady VM na najbežnejšie jednoduché príkazy. umožňuje zjednodušiť obvod procesora a dosiahnuť výrazné skrátenie doby vykonávania každého z „jednoduchých“ príkazov Zložitejšie príkazy sú implementované ako podprogramy zložené z rýchlych „jednoduchých“ príkazov.

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Vo virtuálnych počítačoch a AF štvrtej generácie pamäť magnetického jadra prakticky opúšťa scénu a hlavná pamäť je postavené z polovodičových pamäťových zariadení (pamäť) Predtým bolo použitie polovodičovej pamäte obmedzené na registre a vyrovnávaciu pamäť.

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Vysokovýkonným výpočtovým systémom dominujú vektorové počítačové systémy, známejšie ako superpočítače. Vyvíjajú sa nové paralelné architektúry, ale podobnú prácu veľké virtuálne stroje so zdieľaním času nahrádzajú jednotlivé mikropočítače a pracovné stanice (tento termín sa vzťahuje na sieťový počítač, ktorý využíva prostriedky servera).

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Piata generácia (1984–1990)

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Hlavným dôvodom oddelenia výpočtových systémov druhej polovice 80. rokov do samostatnej generácie bola rýchla vývoj počítačového systému so stovkami procesorov, ktorý sa stal podnetom pre pokrok v oblasti paralelných výpočtov. Predtým sa paralelizmus výpočtov vyjadroval iba vo forme pipeliningu, vektorového spracovania a rozdelenia práce medzi malý počet Výpočtové systémy piatej generácie poskytujú také rozdelenie úloh medzi mnoho procesorov, v ktorých každý z procesorov môže vykonávať úlohu individuálneho užívateľa.

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">V rámci piatej generácie sa v architektúre výpočtových systémov sformovali dva zásadne odlišné prístupy: architektúra so zdieľanou pamäťou a architektúra s distribuovanou pamäťou.

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="en-RU" lang="en-RU">Šiesta generácia (1990–)

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">V raných fázach evolúcie výpočtovej techniky boli generačné zmeny spojené s revolučnými technologickými prelommi. Každý z prvých štyroch generácie mali výrazné charakteristické črty a dobre definovaný chronologický rámec. Následné delenie na generácie už nie je také zrejmé a dá sa pochopiť len spätným pohľadom na vývoj výpočtovej techniky. Piata a šiesta generácia vo vývoji BT sú odraz novej kvality, ktorá vznikla ako výsledok dôslednej kumulácie súkromných výdobytkov najmä v počítačovej architektúre a v menšej miere aj v technike.

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Dôvodom spustenia odpočítavania novej generácie bol výrazný pokrok v oblasti paralelných výpočtov, spojený s rozšírené používanie výpočtových systémov s hmotnosťou Charakteristiky organizácie takýchto systémov, označované skratkou MPP (massively parallel processing), budú uvažované v nasledujúcich prednáškach. Vysoké číslo(až niekoľko tisíc) interagujúcich, ale celkom autonómnych počítačov. Pokiaľ ide o výpočtový výkon, takéto systémy už úspešne konkurujú superpočítačom, ktoré, ako už bolo uvedené, sú v podstate vektorové CS. Vznik masívne paralelných počítačových systémov dal dôvod hovoriť o výkone meranom v TFLOPS (1 TFLOPS zodpovedá 10;font-family:"Times New Roman";vertical-align:super" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">12;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU"> operácie s pohyblivou rádovou čiarkou za sekundu).

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Druhou charakteristickou črtou šiestej generácie je výrazne zvýšená úroveň pracovných staníc. Procesory nových pracovných staníc úspešne kombinuje architektúru RISC, prepojenie a paralelné spracovanie. Niektoré pracovné stanice sú výkonom porovnateľné so superpočítačmi štvrtej generácie. Pôsobivý výkon pracovných staníc vyvolal záujem o heterogénne (heterogénne) výpočty, keď program bežiaci na jednej pracovnej stanici dokáže nájsť iné, ktoré sú nie je momentálne zaneprázdnený na staniciach miestnej siete, potom sa výpočty paralelizujú s týmito nečinnými stanicami.

;font-family:"Times New Roman"" xml:lang="ru-RU" lang="ru-RU">Napokon, tretím znakom šiestej generácie vo vývoji WT bol explozívny rast globálnych sietí. čo Horná hranicaŠiesta generácia ešte nie je chronologicky určená a ďalší vývoj výpočtovej techniky môže priniesť nové korekcie do jej charakteristík. Je tiež možné, že následné udalosti povedú k rozprávaniu o ďalšej generácii.

História vývoja výpočtovej techniky

Vývoj výpočtovej techniky možno rozdeliť na nasledujúce obdobia:

Ø Manuálny(VI. storočie pred naším letopočtom – XVII. storočie nášho letopočtu)

Ø Mechanický(XVII storočie - polovica XX storočia)

Ø Elektronické(polovica XX storočie - súčasnosť)

Hoci Prometheus v tragédii Aischylos uvádza: „Premýšľajte o tom, čo som urobil smrteľníkom: vynašiel som s ním číslo a naučil som sa spájať písmená“, pojem čísla vznikol dávno pred objavením sa písania. Ľudia sa dlhé stáročia učia počítať, svoje skúsenosti si odovzdávajú a obohacujú z generácie na generáciu.

Účet, alebo v širšom zmysle - výpočty, sa môžu vykonávať v rôznych formách: existuje ústne, písomné a inštrumentálne počítanie . Prostriedky na inštrumentálnych účtoch mali v rôznych časoch rôzne možnosti a inak sa volali.

manuálny stupeň (VI. storočie pred naším letopočtom – XVII. storočie nášho letopočtu)

Vznik účtu v staroveku - "Toto bol začiatok začiatkov ..."

Odhadovaný vek poslednej generácie ľudstva je 3-4 milióny rokov. Bolo to pred toľkými rokmi, čo sa muž postavil a zobral nástroj, ktorý si sám vyrobil. Schopnosť počítať (teda schopnosť rozložiť pojmy „viac“ a „menej“ na konkrétny počet jednotiek) sa u ľudí sformovala oveľa neskôr, konkrétne pred 40-50 tisíc rokmi (neskorý paleolit) . Táto etapa zodpovedá vzniku moderného človeka (kro-Magnon). Jednou z hlavných (ak nie hlavnou) charakteristikou, ktorá odlišuje kromaňonského človeka od staršej fázy človeka, je teda prítomnosť počítacích schopností v ňom.

Je ľahké uhádnuť, že prvý mužským počítacím zariadením boli jeho prsty.

Prsty dopadli skvelevýpočtový stroj. S ich pomocou sa dalo narátať do 5 a ak si vezmete dve ruky, tak do 10. A v krajinách, kde sa chodilo bosé, po prstoch bolo ľahké napočítať do 20. Potom to väčšine prakticky stačilo potreby ľudí.

Ukázalo sa, že prsty sú tak úzko spojené že v starej gréčtine bol pojem „gróf“ vyjadrený slovom„na päťnásobok“. Áno, a v ruštine slovo "päť" pripomína "metacarpus" - časť ruky (slovo „pastern“ sa v súčasnosti spomína len zriedka, ale jeho derivát je „zápästie“ – v súčasnosti sa často používa). Ruka, metakarpus, je synonymom a v skutočnosti základom číslovky „PÄŤ“ medzi mnohými národmi. Napríklad malajské „LIMA“ znamená „ruka“ aj „päť“.

Známe sú však národy, ktorých účtovné jednotky neboli prsty, ale ich kĺby.

Naučiť sa počítať na prstochdesať, ľudia urobili ďalší krok vpred a začali počítať po desiatkach. A ak niektoré papuánske kmene vedeli napočítať len do šesť, tak iné dosiahli v počítaní niekoľko desiatok. Len na to to bolo potrebné pozvať veľa pultov naraz.

V mnohých jazykoch sú slová „dva“ a „desať“ súhlasné. Možno je to spôsobené tým, že raz slovo "desať" znamenalo "dve ruky". A teraz sú kmene, ktoré hovoria„dve ruky“ namiesto „desať“ a „ruky a nohy“ namiesto „dvadsať“. A v Anglicku prvých desať čísel sa nazýva spoločným názvom - "prsty". To znamená, že Briti kedysi počítali na prstoch.

Počítanie prstov sa na niektorých miestach zachovalo dodnes, napríklad historik matematiky L. Karpinsky v knihe „História aritmetiky“ uvádza, že na najväčšej svetovej burze obilia v Chicagu ponuky a dopyty, ako aj ceny , oznamujú makléri na prstoch bez jediného slova.

Potom prišlo počítanie s posúvaním kameňov, počítanie pomocou ruženca... To bol významný prelom v ľudských počítacích schopnostiach – začiatok abstrakcie čísel.

Ako sa to považovalo v staroveku? Ako sa to považovalo za starých čias?

Po tisíce rokov si národy vytvárajú legendy a mýty, ktoré v nich odrážajú ich sny a túžby. Keďže ľudia nevedeli lietať ako vtáky alebo bežať rýchlejšie ako daniele, vymýšľali si rozprávky o lietajúcom koberci či vychádzkových čižmách. Utrpeli hladom a snívali o vlastnom zložení obrusu. Ale hlavne si chceli odľahčiť tvrdú prácu. Tak vznikli rozprávky o Emelovi a jeho zázračnej piecke, Aladinovej lampe, o úžasných mechanických a magických pomocníkoch a mnohé iné.

Ale zatiaľ čo básnici písali poéziu a spisovatelia romány, vedci robili prvé kroky k vytvoreniu automatov. Dokonca aj v staroveku boli vynájdené stroje, ktoré púšťali „svätú“ vodu v chrámoch, keď sa do nich vhadzovala minca. Iné automaty otvorili dvere pri príchode kňaza a vykonali ďalšie „zázraky“, vďaka ktorým sa ľudia chveli pred všemohúcnosťou bohov. Grécki remeselníci postavili pomerne zložité mechanické hračky, vrátane mechanického divadla, v ktorom sa hrali celé predstavenia. Tieto zázračné mechanizmy boli izolované, neboli široko používané, pretože. väčšina obyvateľstva bola nevzdelaná. Život však prinútil ľudí naučiť sa počítať a pochopiť mechanizmy.

Najprv ľudia počítali „v duchu“, potom začali využívať improvizované prostriedky – kosti, hlinené a drevené korálky, ľuďom pomáhali aj vlastné prsty.

Najstaršie počítacie zariadenia sa neobjavili okamžite. Spočiatku bola potreba počítania malá a ľudia potrebovali vlastné prsty a prsty svojich susedov, aby mohli spočítať vojnovú korisť, počet poľovníckych trofejí, nože, oštepy, bojovníci atď. Písanie v staroveku bolo slabo rozvinuté a každý človek potreboval počítať, takže na počítanie musel používať vlastné prsty, zárezy na kostiach, kamienky, korálky a iné drobné predmety. Keď však ľudia začali obrábať pôdu a skrotili niektoré zvieratá, potrebovali oveľa viac predmetov na počítanie a schopnosť vykonávať operácie s číslami.

Na úspešné zapojenie sa do poľnohospodárstva boli potrebné aritmetické znalosti. Bez počítania dní bolo ťažké určiť, kedy polia zasiať, kedy začať polievať, kedy očakávať potomstvo od zvierat. Bolo potrebné vedieť, koľko oviec je v stáde, koľko vriec obilia sa dáva do maštalí a podobne.

Pred niekoľkými desaťročiami archeológovia objavili tábor starých ľudí. Našli v nej vlčiu kosť, na ktorej pred 30-tisíc rokmi nejaký staroveký lovec zasadil päťdesiatpäť zárezov. Je vidieť, že pri robení týchto zárezov počítal na prstoch. Vzor na kosti pozostával z jedenástich skupín, každá s piatimi zárezmi. Prvých päť skupín zároveň oddelil od ostatných dlhým radom. Najstarším artefaktom tohto druhu je „Bone of Ishango“, nájdená v Kongu (vek – asi dvadsaťtisíc rokov). Toto je holenná kosť paviána pokrytá pätkami.

Doteraz sa slovo „tag“ zachovalo v ruskom jazyku. Tak sa dnes nazýva štítok s číslom alebo nápisom, ktorý sa priväzuje na tašky s tovarom, škatule, balíky atď. A pred dvesto či tristo rokmi toto slovo znamenalo niečo úplne iné. Takzvané kusy dreva, na ktorých bola zárezmi vyznačená výška dlhu alebo dane. Vrúbkovaný štítok bol rozdelený na polovicu, potom jedna polovica zostala dlžníkovi a druhá veriteľovi alebo výbercovi daní. Pri výpočte sa polovice sčítali, a to umožnilo určiť výšku dlhu či dane bez sporov a zložitých výpočtov.

Starovekí ľudia vynašli takzvané „počítanie prstov“ - keď na prstoch boli zobrazené nielen čísla do niekoľkých stoviek, ale pomocou prstov sa vykonávali dokonca aj aritmetické operácie (v ruštine slovo "päť" sa podobá na „pascar“ – časť ruky, z toho odvodená – „zápästie“ – sa teraz často používa). Starovekí Egypťania verili, že v posmrtnom živote bola duša zosnulého podrobená skúške počítaním na prstoch. A v jednej zo starých gréckych komédií hrdina hovorí, že si dane radšej počíta na prstoch. Starovekí ľudia sa tiež naučili násobiť jednociferné čísla od 6 do 9 na prstoch.


V Rusku bola táto metóda počítania na prstoch bežná: mentálne očíslujte prsty na oboch rukách. Malíček - 6, prstenník - 7, prostredník - 8, ukazovák - 9, palec - 10. Povedzme, že chcete vedieť, koľko bude 8 x 7. Spojte prostredník ľavej ruky (8) s prstenník vpravo (7). Teraz počítaj. Dva spojené prsty plus tie pod nimi označujú počet desiatok v práci. V tomto prípade - 5. Počet prstov, ktoré sú nad jedným zo zatvorených prstov, vynásobte počtom prstov nad druhým uzavretým prstom. V našom prípade 2 x 3 = 6. Toto je počet jednotiek v požadovanom produkte. Pridáme desiatky s jednotkami a odpoveď je pripravená - 56. Skontrolujte ostatné možnosti a uvidíte, že táto stará ruská metóda nezlyhá.

Kompletný popis počtu prstov zostavil írsky mních Beda Ctihodný, ktorý žil v 7. – 8. storočí nášho letopočtu. Podrobne vysvetlil, ako znázorniť rôzne čísla na prstoch až po milión. Na niektorých miestach sa počítanie prstov zachovalo aj dnes. Napríklad na najväčšej svetovej burze obilia v Chicagu makléri na prstoch bez jediného slova hlásia ponuky, dopyty, ceny za tovar. A čínski obchodníci vyjednávali, chytili sa za ruky a stláčaním určitých kĺbov udávali cenu. Nie je odtiaľto výraz „potriasť rukou“, ktorý kedysi znamenal uzavretie obchodnej dohody?

S príchodom prvých štátov starovekého Egypta, Mezopotámie, Číny, staroveký Rím, štáty Ameriky museli vykonávať výpočty s veľmi veľkými číslami - veď museli počítať dane, príjem vojenskej koristi do štátnej pokladnice, hold dobytým štátom, vypočítať stavbu ciest, chrámov. Obchodníci viedli evidenciu tovaru, ziskov a pod. V tých dňoch sa dokonca objavila verejná funkcia pre tých, ktorí viedli výpočty - pisár. Čím väčšie čísla a zložitejšie výpočty, tým väčšia pravdepodobnosť, že dôjde k zámene a chybám. A najzložitejšie výpočty museli vykonať najskôr kňazi a potom vedci pre astronomické výpočty - pohyb mesiaca, hviezd, slnka, od ktorých záviselo poľnohospodárstvo, úroda a blaho celého štátu!

Ako dokázali starovekí inžinieri, matematici a astronómovia vytvárať stroje a robiť výpočty, ktoré sa aj dnes považujú za zložité?

Počítacie zariadenia.

V starovekých štátoch boli pisári – ľudia, ktorí robili výpočty – poverení veľmi ťažkou úlohou – museli viesť evidenciu štátnych príjmov a výdavkov, pričom išlo vždy o veľmi veľké čísla, ktoré bolo ťažké v mysli spočítať. A tu starí ľudia ukázali úžasnú vynaliezavosť - vytvorili ručné zariadenia na počítanie:


  • bol jedným z prvých počítadlo- vynašli ho v starovekom Egypte, poznali ho aj v Babylone, potom si ho požičali Gréci a Rimania. Jeho zariadenie sa menilo v rôznych časoch a na rôznych miestach, ale hlavná myšlienka tohto zariadenia bola nasledovná: bola to doska s pozdĺžnymi drážkami, v ktorých boli pôvodne umiestnené kamene av neskorších dobách špeciálne žetóny. Keďže Rimania nazývali kamienok kalkul (porovnaj s ruským slovom "kamienková") , potom sa ozval účet na počítadle kalkulácia. A teraz sa výpočet cien tovaru nazýva výpočet a osoba, ktorá tento výpočet vykonáva, je - kalkulačka . Na počítadle slúžila drážka úplne vpravo na jednotky, ďalšia na desiatky atď.
  • Podobné počítacie zariadenie sa používalo v starovekej Číne - suan panvica a Japonsko - soroban. Len nie kamienky sa posúvali v drážkach, ale guľôčky sa pohybovali po drôtoch. S pomocou čínštiny suan pana môžete dokonca extrahovať korene!
  • Starovekí Mayovia tiež používali zariadenie podobné malému modelu pevnosti - yupana- kde sa za základ účtu bralo číslo 40 a nie 10 ako v Európe.
  • počítadlo sa v Rusku objavili v 16. storočí a celkom efektívne sa používali až do konca 20. storočia. Pre nevidomých sú stále veľmi pohodlné.
  • Úžasné zariadenie na astronomické výpočty je Antikythérový mechanizmus . Predpokladá sa, že ho vyrobili grécki vedci medzi 150 a 100 rokmi. pred Kr. Rekonštrukcia ukázala, že drevená skrinka s rozmermi 33x18x10 cm obsahovala ciferníky, ozubené kolesá a šípy. Zahŕňal 32 miniatúrnych ozubených kolies a simuloval pohyb Slnka a Mesiaca vzhľadom na stálice, mohol tiež ukázať polohu všetkých 5 planét známych starým Grékom – Merkúra, Venuše, Marsu, Jupitera a Saturnu. Zohľadnil aj polohu planét voči hviezdam, vypočítal dátumy zatmení Slnka a Mesiaca, ako aj dátumy olympijských hier.
  • Najdokonalejší prístroj na ručné počítanie bol vynájdený až začiatkom 17. storočia s rozvojom matematiky. Toto je logaritmické pravítko . Vynálezcami prvých logických pravidiel sú anglický matematik a pedagóg William Oughtred a učiteľ matematiky Richard Delamain. V roku 1632 bol opísaný kruhové posuvné pravítko a popis Pobočka sa objavila nasledujúci rok. Vládcom Richarda Delamaina bol prsteň, vo vnútri ktorého sa otáčal kruh. A v roku 1654 Angličan Robert Bissaker navrhol dizajn obdĺžnikové posuvné pravítko, ktorého celkový pohľad sa zachoval do dnešnej doby... Je zaujímavé, že myšlienku posúvača - integrálneho prvku moderného logaritmického pravítka - vyslovil veľký Isaac Newton 24. júna 1675 . Ale fyzicky sa posuvník objavil až o 100 rokov neskôr.


V tom istom 17. storočí vedci premýšľali o vytvorení mechanických počítacích zariadení. Na tejto úlohe pracoval aj Leonardo da Vinci - jeho kresby sa zachovali, no za najúspešnejší sa považuje Leibnizov počítací stroj.

Počítanie mechanických zariadení.

Myšlienka plne mechanizovať zložité a ťažké výpočty sa zrodila v hlavách niekoľkých vedcov naraz.

Jedným z prvých, ktorí uvažovali o mechanickom počítacom zariadení, bol Leonardo da Vinci(XV. storočie) - opísal v jednom zo svojich pojednaní sčítacie zariadenie s ozubenými kolesami, ktoré vykonávalo sčítanie 13-bitových čísel. Da Vinciho nápad sa bohužiaľ nerealizoval, hoci jeho kresby boli veľmi podobné nasledujúcim modelom mechanizmov.

Potom Wilhelm Schickard(XVI. storočie) vynašiel sčítacie "počítacie hodiny", ktoré vykonávajú sčítanie a násobenie 6-bitových čísel (stroj bol postavený, ale vyhorel). Rekonštrukcia podľa výkresov ukázala, že model je celkom funkčný.

Blaise Pascal v roku 1642 zostrojil stroj, ktorý nazval „Pascalina“. Snažil sa uľahčiť prácu svojmu otcovi Étienne Pascalovi, ktorý bol významným daňovým úradníkom na francúzskom ministerstve. Konštrukcia Pascalina používala všetky rovnaké prevody, vykonávala sčítanie a odčítanie 8-bitových čísel.

Stroj Blaisea Pascala sa zlepšil Leibniz Gottfried Wilhelm- nemecký matematik, fyzik a filozof. Počítací stroj, ktorý navrhol, vykonával nielen sčítanie a odčítanie, ako to bolo u B. Pascala, ale aj násobenie, delenie, umocňovanie a odmocňovanie a odmocňovanie. Leibniz venoval viac ako 40 rokov zdokonaľovaniu svojho vynálezu. Preto ho možno považovať za ideologického inšpirátora modernej strojovej matematiky. Tento stroj sa stal prototypom rôznych pridávacie stroje, ktoré sa začali objavovať v 19. storočí a ich masová výroba začala koncom 90. rokov 19. storočia.

Pascalov stroj ani počítacie mechanizmy, ktoré neskôr vytvorili iní vedci a vynálezcovia, však neboli široko používané. Boli príliš nepresné, keďže vtedajšia technická základňa bola slabá. Trvalo stáročia, kým sme sa naučili rezať ozubené kolesá požadovaného profilu, nahradiť zavádzanie čísel otáčaním kolíkov stlačením klávesov. V rokoch 1818 až 1846 vytvorili európski a ruskí vedci rôzne modely sčítacie stroje, ktorých princíp spočíval v posúvaní tyčí alebo ozubených kolies. Až potom, čo inžinier Odner, žijúci v Rusku, vynašiel koncom 19. storočia ozubené koleso s množstvom zubov, ktoré sa počas prevádzky menili, bolo možné postaviť úspešný model sčítacieho stroja.


Takýto model s názvom „Felix“ sa vyrábal v Sovietskom zväze až do konca šesťdesiatych rokov nášho storočia. Na týchto aritmometroch sa ešte počas vojny robilo veľa dôležitých výpočtov. Vyrábal sa v rokoch 1937 až 1970 v továrňach počítacích strojov v Kursku, Penze a Moskve. Umožňuje vám pracovať s operandmi dlhými až 9 znakov a získať odpoveď dlhú až 13 znakov (až 8 pre kvocient). Sčítačka využíva veľmi jednoduchý a zároveň spoľahlivý mechanizmus prepravy vozíka, ktorý ho odlišoval od všetkých západných analógov.

V druhej polovici 19. storočia sa sčítačky stali tak populárne, že sa stali neoddeliteľnou súčasťou vybavenia pracoviska účtovníka, strojníka, bankového úradníka, obchodníka. Ale boli dosť objemné, drahé a bolo úplne ťažké ich vziať so sebou na výlet.

Dvaja vynálezcovia sa po prvý raz zamysleli nad miniaturizáciou sčítacích strojov: učiteľ hudby Kummer(Rusko, 1846) a nemecký obchodník Kurt Hertzstark(1938). Výsledkom bol prvý mechanický kalkulačka, pomenovaný Kummer kalkulačka. Kummerova kalkulačka bola plochá (5-7 mm), pretože pozostávala iba z pohyblivých ozubených kolies. Vďaka svojej jednoduchosti, vysokej spoľahlivosti a ľahkému použitiu si získal obrovskú popularitu a už viac ako 100 rokov sa vyrába v rôznych krajinách v ruských továrňach. Ďalší model - Kurt Hertsshtark - sa objavil v zime 1938, ale sériová výroba sa nezačala - zabránila druhej svetovej vojne. Dostal meno „Kurta“.

Zdalo by sa, že s príchodom miniatúrnych mechanických kalkulačiek, o ktoré sa vedci usilujú takmer 400 rokov, možno považovať evolúciu počítacích zariadení za ukončenú. Áno, nič také! Ukazuje sa, že vedcom nestačilo mechanizovať všetky výpočty, mysleli aj na to, ako automaticky zadávať údaje a ukladať výsledky. A tu prišiel vhod vynález francúzskeho tkáča, ktorý bol vyrobený už dávno - v roku 1801 - kartu.


Automatické počítacie zariadenia.

Joseph Marie Jacquard bol prvý, kto použil dierne štítky na automatizáciu tkáčskeho stavu. Vďaka tomu mohol jeden stroj vyrábať širokú škálu látok a vzorov iba výmenou pôvodnej sady diernych štítkov. (Mimochodom, odtiaľ pochádza aj názov „žakárová látka“ – látka s tkaným hodvábnym vzorom). Tento vynález umožnil výrobu mnohých rôznych vzorov na tkanine na jednom stroji.

Vedci 19. storočia ocenili túto myšlienku a použili dierne štítky na zadávanie údajov do automatických počítacích zariadení.


Vynález diernej karty - drevenej dosky s otvormi usporiadanými podľa určitého princípu - umožnil automatizovať proces zadávania údajov do mechanického (a potom nielen mechanického) počítacieho zariadenia. V tom čase sa objavili myšlienky dvoch zariadení a začali sa rozvíjať naraz - tabelátor a počítač (!).

V 80. rokoch 19. storočia si americký inžinier Herman Hollerith nechal patentovať „sčítací stroj“. Vynález zahŕňal dierny štítok a triediaci stroj. Hollerithova dierna karta sa osvedčila natoľko, že prežila bez najmenšej zmeny až do súčasnosti. V roku 1890 použil Americký úrad pre sčítanie ľudu dierne štítky a tabelátory na spracovanie toku údajov zo sčítania za desať rokov. Tabulátory boli široko používané a boli predchodcami počítačov našej doby, používali sa na účtovníctvo, štatistický vývoj, ekonomické plánovanie a čiastočne inžinierske a iné výpočty.

Ak boli tabulátory špecializované na triedenie údajov, potom „Difference Engine“ Angličana Charlesa Babbagea, predstavený v roku 1822, čítal informácie z diernych štítkov a následne vykonával výpočty. Najprekvapujúcejšou vecou však bola myšlienka mechaniky počítač- ďalší vynález C. Babbagea „Analytický motor“. Revolučný charakter tejto myšlienky spočíval v tom, že stroj bol určený na riešenie akýchkoľvek matematických problémov a poskytoval možnosť zadať program. Zahŕňal „mlyn“ – počítací mechanizmus, „sklad“ – pamäť, zariadenie na vkladanie údajov – z diernych štítkov. Na zadávanie programov sa používali aj dierne štítky.

Súčasníci označili analytický motor za jeden z najdôležitejších intelektuálnych úspechov. Ak by ho Babbage dokázal postaviť, bol by to prvý mechanický počítač. Žiaľ, projekt nebol zrealizovaný pre nedostatok finančnej podpory, no anglický vedec sa zapísal do dejín vedy ako prvý vynálezca počítača. V súčasnosti sa v Britskom múzeu v Anglicku nachádza zrekonštruovaný a plne funkčný model analytického motora.

História kalkulačiek

S príchodom prvých tranzistorov a plynových výbojok sa skončila éra mechanických kalkulačiek. Prvé tranzistorové kalkulačky boli ešte veľmi objemné, zaberali pomerne veľkú časť pracovnej plochy a určite sa nezmestili do vrecka. Takmer každé dva roky sa však aktualizujú a pridávajú k nim ďalšie a ďalšie funkcie.

Rok vydania Značka kalkulačky
1954 IBM predstavilo prvú celotranzistorovú kalkulačku.
1957 IBM uvádza na trh prvé komerčné tranzistorové kalkulačky (IBM 608)
1963 Začalo sa uvoľňovanie prvej hromadnej kalkulačky - ANITA MK VIII (Anglicko, na plynových výbojkách, plnohodnotná klávesnica na zadávanie čísla + desať kláves na zadávanie násobiteľa).
1964 Bolo spustené vydanie prvého sériovo vyrábaného celotranzistorového kalkulátora — FRIDEN 130 (USA, 4 registre, bola použitá „reverzná poľská notácia“). Začala sa výroba prvej sériovej domácej kalkulačky „Vega“.
1964 prvá japonská tranzistorová kalkulačka mala veľkosť písacieho stroja a vážila 25 kg (Sharp)
1965 Wang Laboratories uvoľnili kalkulačku Wang LOCI-2, ktorá dokázala počítať logaritmy.
1969 Uvedená prvá stolná programovateľná kalkulačka - HP 9100A (USA, tranzistorová)

Prelom bol načrtnutý v roku 1958. Vynálezca mikročipu (integrovaného obvodu) - Jack Kilby(USA) upriamil pozornosť na miniatúrne elektronické kalkulačky ako oblasť použitia jeho raných vynálezov. Spolu s ďalšími dvoma inžiniermi pracujúcimi pre Texas Instruments vytvoril Kilby v roku 1967 úplne prvú ručnú elektronickú kalkulačku. O tri roky neskôr sa kalkulačka ešte zmenšila, bola ľahšia a lacnejšia a začala sa predávať.

Rok vydania Značka kalkulačky
1970 Prvá elektronická vrecková kalkulačka "Poketronic"
1970 Existovali kalkulačky, ktoré sa dajú držať v ruke Adler 81S (Sharp, kalkulačka váži 128 gramov, bez batérií a bola vybavená VFD displejom (vákuový fluorescenčný displej)). Prvá domáca kalkulačka vyrobená pomocou integrovaných obvodov - Iskra 110.
1971 Bomwar vydal prvú vreckovú kalkulačku - model 901B s rozmermi 131x77x37 mm, so 4 operáciami a 8-miestnym "červeným" indikátorom (na LED); (240 USD)
1972 prvá inžinierska kalkulačka - HP-35 od spoločnosti Hewlett Packard
1974 prvá domáca mikrokalkulačka - "Electronics B3-04" (prvýkrát bol použitý termín "Microcalculator").
1975 kalkulačka HP-25C, v ktorej sa po vypnutí napájania nestratili programy a dáta.
1977 bol vyvinutý prvý sovietsky vreckový programovateľný mikrokalkulátor "Electronics B3-21".
1979 Spoločnosť Hewlett Packard vydala prvú kalkulačku s alfanumerickým displejom, HP-41C. Bol programovateľný, s možnosťou pripojenia prídavných pamäťových modulov, čítačiek čiarových kódov, magnetofónových kaziet, diskiet, tlačiarní.
1980 objavili sa B3-34 a B3-35
1985 Objavili sa sovietske programovateľné MK-61 a MK-52.
1985 prvá programovateľná kalkulačka s grafickým displejom Casio FX-7000G.
2007 najnovšia domáca kalkulačka MK-152.

Základňa prvkov kalkulačky doteraz zostala rovnaká – rovnaké mikročipy, no postupom času sa stali nielen ešte „mikro“, ale aj výkonnejšími, spoľahlivejšími. V budúcnosti sa vývoj kalkulačiek uberal niekoľkými spôsobmi:

  1. objavili sa nové batérie - tužkové a solárne batérie
  2. displeje z tekutých kryštálov
  3. zvýšenie pamäte
  4. možnosť pripojenia k I/O zariadeniam
  5. schopnosť programovať výpočty
  6. profesionálna špecializácia - použitie veľkého množstva vstavaných algoritmov a funkcií

Moderné programovateľné kalkulačky majú grafický displej; vstavaný programovací jazyk na vysokej úrovni; schopnosť komunikovať s PC (zvyčajne na sťahovanie programov alebo údajov) alebo s externými zariadeniami (napríklad tlačiarňou). A aby ich mohli využiť v odborných činnostiach, vedia vypočítať hodnotu rôznych zložitých matematických funkcií.

Súdiac podľa toho, ako rýchlo všetky moderné technológie nachádzajú uplatnenie v kalkulačkách, sa zdá, že kalkulačky veľmi túžia stať sa počítačmi. Moderné vreckové počítače (PDA) sú už ďalšou generáciou počítacích (a nielen počítacích!) zariadení.

A čo nás čaká v najbližších rokoch? Nedopadlo by to tak, že všetky tieto zariadenia sa spoja do jediného univerzálneho a miniatúrneho zariadenia - počítač - komunikátor - kalkulačka? S najväčšou pravdepodobnosťou bude…

A všetko to začalo počítaním na prstoch, kamienkoch a korálkach! …

Na záver by som chcel povedať, že, samozrejme, potrebujeme kalkulačky - bez nich sa nedá vykonať ani jeden profesionálny výpočet, ale v školských rokoch sa musíte naučiť počítať „ručne“. Svoje myšlienky by som zakončil slovami veľkého ruského vedca M. V. Lomonosova: „Už vtedy treba študovať matematiku, ktorá dáva do poriadku myseľ.