Реферат: Тема : Історія розвитку обчислювальної техніки. Покоління еом

Дата:

Тема: Історія розвитку обчислювальної техніки. Покоління ЕОМ.

Правила техніки безпеки під час роботи на комп’ютері.

Контрольна робота

Мета:  
-    ознайомити учнів з етапами розвитку комп’ютерної техніки та сферою її застосування.
-    виховувати культуру поведінки, бережливе ставлення до комп’ютерної техніки, майна школи;
-    сприяти розвитку уваги, мислення, пам’яті.

Оцінити знання учнів по темі «Основи роботи за комп’ютером»


Тип уроку: комбінований


^ Хід уроку
1. Організаційна частина
Привітання з класом. Перевірка присутності учнів, організація класу до роботи, створення позитивної емоційної атмосфери.
^ 2. Повідомлення теми, мети, завдань уроку, мотивація навчальної діяльності учнів.
Сьогодні ми переходимо до вивчення нової теми: „Історія розвитку комп’ютерної техніки” та ознайомимось з основними етапами розвитку комп’ютерів.
В своєму житті ви часто зустрічаєтеся з людьми різних професій, які у своїй професійній діяльності застосовують комп’ютерну техніку. І більшість з них скажуть що працювати з комп’ютером набагато легше ніж без нього. Він спростив більшість їх трудових дій. А деякі професії взагалі витіснив з компетенції людини. Комп’ютер та техніка з високим інтелектом все більше виконує роботу від якої людина відмовляється. Зараз уявити своє життя без комп’ютера особисто я не можу. Виникає питання звідки ж все почалося? Звідки взявся комп’ютер? Отож сьогоднішнє наше заняття дасть відповідь на поставлене запитання.
^ 3. Вивчення нового матеріалу.
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 розра­хунків. 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 Росії для арифметичних обчислень застосовувалася русь­ка 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 винай­шов 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 Па­скаль 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 побуду­вав 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. відо­мий німецький математик Готфрід Лейбніц  сконструював лічильну машину. Лічильні машини Паскаля і Лейбніца ста­ли прообразом арифмометра. Перший ариф­мометр для чотирьох арифметичних дій, який застосовувався у практиці, вдалося сконст­руювати тільки через сто років, у 1790 p., ні­мецькому годинниковому майстру Гану. Зго­дом пристрій арифмометра удосконалювався і багатьма механіками з Англії, Франції, Італії, Росії, Швейцарії. Арифмометри застосовува­лися для виконання складних розрахунків під час проектування та будівництва кораблів, мостів, будинків, проведення фінансових опе­рацій. 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 перед­бачені 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 через недостатній розвиток техніки; і «аналітична машина» на деякий час була забута. Лише через 100 років машина Бебіджа привернула увагу інженерів. Наприкінці 30-х років XX століття 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 побудував досить потужну на той час обчислювальну машину «Марк-1». У цій машині для зображення чисел використовувалися механічні елементи - лічильні колеса, 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 в 40-х роках, після Другої світової війни, і пов'язаний він був із появою якісно нових електронних пристроїв - електронно-вакуум­них ламп. Електричні схеми, побудовані на цих лампах, працювали значно швидше, ніж схеми на електромеханічних реле. Зросла швидкодія обчислювальних машин, і релейні машини були усунуті продуктивнішими і надійнішими електронними обчислювальними машинами (ЕОМ). Застосування ЕОМ значно розширило коло розв'язуваних завдань. Доступними стали завдання, які раніше просто не ставилися: розрахунки інженерних споруд, розрахунки руху планет, балістичні розрахунки тощо.
Перша ЕОМ створювалася в 1943 - 1946 pp. у США і називалася ЕНІАК (ENIAC-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 машини ЕНІАК, а також в інших перших ЕОМ був серйозний недолік -програма, що виконувалася і зберігалася не в пам'яті машини, а набиралася складним способом за допомогою зовнішніх перемичок. У 1945 р. відомий математик і фізик-теоретик фон Нейман сформулював загальні принципи роботи універсальних обчислю­вальних пристроїв. За фон Нейманом, обчислювальна машина повинна керуватися програ­мою 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 «МЭСМ» (малая электронно-счетная машина). Ці роботи здійснювались в Україні (м. Київ) в Інституті електро­динаміки під керівництвом видатного конструктора обчислювальної техніки СО. Лебедева. Можна стверджувати, що «МЭСМ» була першою ЕОМ в континентальній Європі.
ЕОМ постійно вдосконалювалися, завдяки чому до середини 50-х років їх швидкодію вдалося підвищити від кількох сотень до кількох десятків тисяч операцій за секунду. Однак при цьому електронна лампа залишалася най-ненадійнішим елементом ЕОМ. Використання ламп почало гальмувати подаль­ший прогрес обчислювальної техніки.
Згодом на зміну лампам прийшли напівпровідникові прилади. Так завер­шився перший етап розвитку ЕОМ. Обчислювальні машини цього етапу прийнято називати ЕОМ першого покоління.
Характерними рисами ЕОМ першого покоління є застосування електронних ламп у цифрових схемах, великі габарити, а також трудомісткий процес програмування.
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, по-перше, 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 на напівпровідникових приладах почалося створення ЕОМ другого покоління.
ЕОМ другого покоління відрізняються застосуванням напівпровідникових елементів і використанням алгоритмічних мов програмування.
Завдяки застосуванню більш досконалої елементної бази почали створю­ватися невеликі ЕОМ, сталося розподілення обчислювальних машин на великі, середні й малі.
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 її наступна модифікація «Мир-2» передбачались для інженерних розрахунків, які виконував на ЕОМ сам користувач без допомоги оператора.
У СРСР були розроблені і широко використовувалися також малі ЕОМ «Раздан» і «Наїрі». До середніх ЕОМ належали машини серій «Урал», «М-20» і «Минск». Але рекордною серед вітчизняних машин другого покоління і однією з найкращих у світі була «БЭСМ-6», створена колективом на чолі з академіком С.О. Лебедєвим. Ця машина виконувала понад 1 млн. операцій за секунду.
За кордоном найпоширенішими машинами другого покоління були «Елліот» (Англія), «Сіменс» (ФРН), «Стретч» (США).
^ Третє покоління
Чергова зміна поколінь ЕОМ відбулася напри­кінці 60-х років при переході від напівпровід­никових приладів у пристроях ЕОМ до інтегральнихсхем. Інтегральна схема (мікросхема) - це невеликапластинка кристалу кремнію, на якій розміщуютьсясотні і тисячі елементів: діодів, транзисторів, конденсаторів, резисторів тощо.
Застосування інтегральних схем надало можливість збільшити кількість електронних елементів в ЕОМ без зміни їхніх реальних розмірів. Швидкодія ЕОМ зросла до 10 мільйонів операцій за секунду. Крім того, складати програми для ЕОМ стало під силу простим користувачам, а не тільки фахівцям у галузі електроніки.
Характерними рисами ЕОМ третього покоління є застосування інтегральних схем і можливість використання розвинутих мов про­грамування (мов високого рівня).
У третьому поколінні з'явилися великі серії ЕОМ, що розрізняються за своєю продуктивністю і призначенням. Це родина великих і середніх машин IBM 360/370, розроблених у США. У Радянському Союзі й у країнах РЕВ були створені аналогічні серії машин: ЄС ЕОМ (Єдина Система ЕОМ, маши­ни великі і середні), CM ЕОМ (Система Малих ЕОМ) і «Електроніка» (система мікро-ЕОМ).
^ Четверте покоління
У процесі вдосконалення мікросхем збільшувалася їхня надійність і щіль­ність розміщених в них елементів. 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 p. 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'юте­рів, тобто ЕОМ, орієнтованих на одного користувача. Почалася епоха пер­сональних 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.
ЕОМ четвертого покоління характеризуються застосуванням мікропроцесорів, побудованих на не  великих інтегральних схемах.
Вплив персональних комп'ютерів на уявлення людей про обчислювальну техніку виявився настільки великим, що поступово з ужитку зник термін «ЕОМ», а його місце зайняло слово «комп'ютер».
^ 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.
Характерною рисою комп'ютерів п'ятого покоління повинно бути використання штучного інтелекту і природних мов спілкування.
Передбачається, що обчислювальні машини п'ятого покоління будуть легко-керованими. Користувач зможе голосом подавати команди машині.

^ 4.  Закріплення нового матеріалу.
Назвіть пристрої, що допомагають людині при лічбі.
Коли почалася механізація процесу розрахунків і з якими винаходами вона пов'язана?
Що таке аналітична машина Бебіджа і коли вона була створена?
Чим відрізняються ЕОМ від механічних лічильних машин?
Коли і ким була створена перша ЕОМ?
Назвіть й опишіть покоління ЕОМ.
Яка ознака визначає належність ЕОМ до того чи іншого покоління?
Назвіть відомі вам галузі застосування ЕОМ.

^ 5. Проведення контрольної роботи.

Відповісти на запитання в картці.

6.  Підведення підсумків уроку.
Отож сьогодні ми з вами вивчили основні етапи розвитку і становлення комп’ютерної техніки в світі та перевірили ваші знання по вивченій темі. І вам таке домашнє завдання.  
^ 7. Домашнє завдання.
Опрацювати конспект. Знайти інформацію про становлення комп’ютерної техніки в Україні, про тих людей які зробили вагомий вклад в розвиток світової історії комп’ютерної техніки.

Тема: Загальні відомості про системне, службове та прикладне програмне забезпечення. Класифікація, основні функції та складові операційних систем. Поняття про ядро операційної системи, інтерфейс користувача, драйвери та утиліти. Різновиди інтерфейсу користувача.

^ Цілі уроку: Дати уявлення про програмне забезпечення, як про невід'ємну частину ПК.

Познайомити з поняттям «операційна система», як необхідної частини ПК, ознайомити з інтерфейсом користувача


-    виховна: виховувати культури роботи за комп’ютером, обережне ставлення до майна школи;
-    розвиваюча: сприяти розвитку уваги, мислення, пам’яті.
Обладнання: комп’ютер.
Дидактичні засоби: підручники, презентація.
Тип уроку: комбінований.



Хід уроку: Організаційний момент.

Постановка теми і мети уроку.

Записується тема уроку.

Учні відповідають на питання:

Як ви думаєте, чи такі вже необхідні комп'ютерні програми.

Як ви вважаєте, чому комп'ютер називається персональним.

Вивчення нового матеріалу.

Програмне забезпечення (ПО)

ПО — це найважливіша частина ПК. Адже, сам по собі комп'ютер – це всього лише «залоза», без ПО він не працездатний. ПО буває 3 видів:

^ Апаратне ПО – це програми вбудовані в ПК, які записані в енергозалежну пам'ять і завжди незмінні. Існує багато таких програм для різних частин комп'ютера, але основних дві:

^ POST – тестує ПК відразу після включення живлення.

BIOS – базова система введення висновку, розподіляє ресурси ПК між різними пристроями.

Системне ПО – це операційна система, драйвера пристроїв, програми для обслуговування дисків і т.д.

Прикладне ПО – це програми «на всі випадки життя» (графічні і текстові редактори, ігри, язики програмування і багато що інше).

Операційна система (ОС).

ОС – це найнеобхідніша програма для будь-якого ПК. Настільки необхідна, що без неї комп'ютер не працюватиме. Так для чого ж потрібна ОС?:

Операційна система служить перекладачем між користувачем і комп'ютером. Пригадайте, комп'ютер «розуміє» тільки «нулі і одиниці». Людині ж незручно працювати на «машинному язиці». ОС переводить машинний язик в людський і навпаки. Раніше, коли комп'ютери були величезними і називалися ЕОМ, всі операції виконувалися за допомогою замикання і розмикання контактів. Їх обслуговували сотні, а то і тисячі чоловік. Звичайно ж, це незручно. В сучасних ПК, операційна система узяла на себе частину цих функцій, і тепер одній людині цілком під силу управляти ПК, який на порядки перевершує старі ЕОМ.

ОС є середовищем для виконання інших програм. Всі сучасні ОС влаштовані так, що дозволяють виконувати декілька програм одночасно. Наприклад, слухати музику за допомогою музичного програвача і малювати в графічному редакторі (Продемонструвати). Щоб програми могли працювати одночасно потрібно правильно розподілити пам'ять комп'ютера, ресурси апаратури, виділити процесорний час і багато що інше. Користувачу немає необхідності за всім цим стежити – цим займається ОС. Щоб краще це зрозуміти, представте кафе або ресторан. Адже, коли ви приходите туди, ви не замислюєтеся про те, що потрібно приготувати їжу, забезпечити меблями і столовими приладами відвідувачів. Ви просто їсте і йдете, іншим займаються працівники цього закладу. Так само і ОС – дозволяє не піклуватися про рутинні операції.

І ще одна функція ОС – зберігання інформації на дисках комп'ютера. Знову ОС піклується про управління інформацією на дисках ПК.

ОС бере на себе функції керування обчислювальними процесами і ресурсами комп’ютера. ОС виступає своєрідним посередником між машиною і користувачем. Щоб спростити користувачеві керування комп’ютером, ОС підтримує інтерфейс користувача. Тут усі команди подаються системі шляхом простих маніпуляцій і вікнами, кнопками, меню, списками тощо.
Показ на комп’ютері.
Програма, що працює під керуванням ОС Windows, називається Windows-додатком. Наприклад, вікно гри „Сапер”.

4. Закріплення матеріалу:

Чи можна назвати ПО одній з основних частин комп'ютера? Чому?

Скільки видів ПО існує?

Чи потрібна ПК операційна система?

Назвіть основні функції ОС.


5. Підсумок уроку.

6. Домашнє завдання.