Урок №4. Тема




Скачати 103.75 Kb.
НазваУрок №4. Тема
Дата конвертації12.03.2013
Розмір103.75 Kb.
ТипУрок
uchni.com.ua > Інформатика > Урок
УРОК №4.

ТЕМА: Історія розвитку обчислювальної техніки. Покоління ЕОМ. Історія обчислювальної техніки. Структура комп’ютера за фон Нейманом. Архітектура комп’ютера.

Тема: Історія розвитку обчислювальної техніки. Покоління ЕОМ. Історія обчислювальної техніки. Структура комп’ютера за фон Нейманом. Архітектура комп’ютера.

Мета: Актуалізувати знання про інформаційну революцію, інформаційні системи та їх класифікацію, інформаційні технології, етапи їх розвитку та сфери застосування, інформаційну культуру та інформативну компетентність. Подати матеріал про історію розвитку обчислювальної техніки, покоління ЕОМ, структуру комп’ютера за фон Нейманом, архітектуру комп’ютера.

Тип уроку: Комбінований урок.
План викладу:

Актуалізація опорних знань учнів.

Вивчення нового навчального матеріалу.

  1. Історія розвитку обчислювальної техніки.

  2. Покоління ЕОМ.

  3. Архітектура комп’ютера. Компоненти ЕОМ фон Неймана.

Практичні завдання.

Домашнє завдання.
Актуалізація опорних знань учнів:

Письмова робота.

Варіант 1.

Інформаційні системи та їх класифікація.

Варіант 2.

Інформаційні технології, етапи їх розвитку та сфери застосування.
Вивчення нового навчального матеріалу:

  1. Історія розвитку обчислювальної техніки.

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»).
Основні дати в історії обчислювальних машин

ІІІ тисячоліття до н. е.

— найпростіша рахівниця (абак у стародавньому Китаї);

Х століття до н. е.

— винайдено папір;

1614

— Непер винайшов логарифми;

1623

— перша механічна машина Шикарна;

1642

— механічна машина Паскаля — «Паскаліна»;

1674

— удосконалена механічна машина Лейбніца;

1801

— Жаккард винайшов перфокарти для керування ткацькими верстатами;

1833

— Беббідж розробив принципи роботи «аналітичної машини»;

1836

— з’явився телеграф і способи кодування інформації;

1867

— механічна друкарська машинка;

1876

— винайдено телефон;

1879

— лампа Едісона;

1890

— Голлеріт уперше для обчислень застосував електроенергію;

1895

— винайдено радіо;

1914

— електрична друкарська машинка;

1930

— перша аналогова обчислювальна машина Буша;

1941

— перша автоматична цифрова електрична машина Цузе (Німеччина);

1943

— перша електронна цифрова машина спеціального призначення (для шифрування німецьких секретних депеш);

1946

— перша універсальна електронна цифрова машина «ЕНІАК» Моучлі та Еккерта (США);

1948

— вийшла праця Норберта Вінера, яка заклала основи кібернетики;

1948

— винайдено транзистор;

1949

— перша електронна машина з програмою, що вводилася у пам’ять («ЕДСАК», Англія);

1951

— перша електронна обчислювальна машина в Україні («МЕСМ», Київ, конструктор академік С. Лебедєв);

1951

— перша серійна електронна обчислювальна машина («ЮНІВАК», США);

1954

— Дівер запатентував перший промисловий робот;

1964

— інтегровані пристрої;

1969

— перший мікропроцесор Гоффа;

1970

— великомасштабні інтегровані пристрої;

1971

— перший текстовий редактор;

1974

— мікропроцесор «INTEL-8080» (стандарт для перших ПК);

1974

— Біл Гейтс та Пауел Елен заснували фірму Microsoft;

1976

— персональний комп’ютер «Apple» Возняка і Джобса;

1979

— створенна перша електронна таблиця;

1980-ті

— надвеликомаштабні інтегровані пристрої;

1981

— персональний комп’ютер фірми ІВМ;

1981

— перший портативний комп’ютер у течці-дипломаті;

1985

— початок поширення програми оболонки «Windows 3.1»;

1988

— японські нейрокомп’ютери;

1995

— комерційне поширення операційної системи «Windows 95»;

1996

— супекомп’ютер зі швидкодією 1 триьйон операцій за секунду (за метод вимірювання «Linpack»);

1998

— на одному кремнієвому кристалі розташували процесор і пам’ять; операційна система «Windovs 98» завойовує ринок;

2000

— досягнуто швидкодію процессора 1 ГГц.

В останні роки комп’ютерний світ розвивається шляхом удосконалення апаратної і програмної складової комп’ютерів. Широке розповсюдження отримали персональні комп’ютери, а в останні п’ять років – мобільні персональні комп’ютери. Для ілюстрації цих тенденцій наведемо порівняльну характеристику персональних комп’ютерів, які випускалися у 2000 та 2009 роках (табл. 2.8).


  1. 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.

^ 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.

3 упровадженням цифрових елементів на напівпровідникових приладах почалося створення ^ ЕОМ другого покоління.

ЕОМ другого покоління відрізняються застосуванням напівпровідникових елементів і використанням алгоритмічних мов програмування.

^ Третє покоління

Чергова зміна поколінь ЕОМ відбулася наприкінці 60-х років при переході від напівпровідникових приладів у пристроях ЕОМ до інтегральних схем. Інтегральна схема (мікросхема) - це невелика пластинка кристалу кремнію, на якій розміщуються сотні і тисячі елементів: діодів, транзисторів, конденсаторів, резисторів тощо.

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).

Четверте покоління

У процесі вдосконалення мікросхем збільшувалася їхня надійність і щільність розміщених в них елементів. З'явилися великі інтегральні схеми (BIC), у яких на один квадратний сантиметр припадає декілька десятків тисяч елементів На основі BIC були розроблені ЕОМ наступного - четвертого покоління.

Завдяки BIC 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 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 BIC, 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.


  1. Архітектура комп’ютера. Компоненти ЕОМ фон Неймана.

Розглянемо термін "архітектура ЕОМ". Під архітектурою у повсякденному житті ми звикли розуміти план будівлі, її зовнішній вигляд, внутрішнє компонування приміщень. Водночас, архітектура - це щось більше, ніж план, це обов'язкове узгодження всіх частин будівлі. Приблизно у такому самому контексті слово "архітектура" застосовується і в науці про ЕОМ.

Архітектура ЕОМ - це опис сукупності пристроїв та блоків ЕОМ і зв'язків між ними. Поняття архітектури тісно пов'язане з принципами роботи ЕОМ.

Згідно з ідеями фон Неймана обчислювальна машина має складатися з таких основних компонентів:

- Оперативна пам'ять (ОП). Цей пристрій ми раніше називали пам'яттю, його також називають оперативним запам'ятовуючим пристроєм чи скорочено ОЗП. Оперативна пам'ять складається з пронумерованих комірок, у кожну з яких може бути записане одне двійкове число.

- Арифметично-логічний пристрій (АЛП). Цей пристрій може виконувати певний набір команд, що відповідають арифметичним та логічним операціям. Результат виконаної команди зберігається в АЛП до надходження наступної команди.

- Пристрій управління (ПУ). Цей пристрій забезпечує читання та запис інформації до комірок пам'яті. Він також формує сигнали для керування роботою АЛП та зовнішніх пристроїв.

- Зовнішні пристрої (ЗП). Роль таких пристроїв виконують, насамперед, пристрої введення та виведення інформації. В реальних ЕОМ такими пристроями є клавіатура, монітор, принтер.

У ході еволюції обчислювальних машин АЛП та ПУ були об'єднані в одну схему мікропроцесора, а архітектура комп'ютерів значно ускладнилася. Однак основні принципи конструювання ЕОМ, які були зазначені фон Нейманом, залишаються у силі.


Пристрій управління
Робота ЕОМ фон Неймана моделює роботу сучасних комп'ютерів. Користувач за допомогою зовнішнього пристрою вводить програму, яка записується машиною до ОП. Програма має вигляд послідовного списку команд.

 

 




 

 


Команда - це інструкція для пристрою керування ЕОМ. Інакше кажучи, це пояснення обчислювальній машині того, що вона має зробити на елементарному кроці виконання програми.

Виконання програми починається з того, що пристрій керування зчитує пам’ять комірки, у якій міститься перша команда програми, та організовує її виконання. Команда надходить до АЛП, у якому виконується певна операція. Після виконання однієї команди ПУ починає виконання команди з наступної комірки пам’яті. Порядок комірок ОП, з яких відбувається зчитування, визначається за допомогою команд передачі управління. Отже, ПУ виконує програму автоматично, без втручання людини. В цьому й полягає принцип програмного керування.

Практичні завдання:

  1. Складіть хронологічну таблицю створення засобів обчислення.

  2. Складіть узагальнюючу таблицю значень властивостей ЕОМ (елементна база, швидкодія, програмне забезпечення, ємність внутрішньої пам’яті, зовнішні пристрої) для різних поколінь.

  3. Складіть схему класифікації комп’ютерів за швидкодією.

  4. Складіть схему класифікації комп’ютерів за їх призначенням.


Домашнє завдання:

  1. Вивчити конспект.

  2. Опрацювати §3 на ст. 50-59.

  3. Підготувати повідомлення на тему «Внесок українських вчених у розвиток обчислювальної техніки».

  4. Знайдіть додаткову інформацію про засоби обчислення в попередні віки. Підготуйте повідомлення на цю тему.

  5. Напишіть міні-твір «Чи зможе комп’ютер повністю замінити людину? В яких галузях машина поки що поступається людині?».

  6. Опишіть, як змінилася праця письменника, композитора, музиканта, співака, дизайнера з появою персонального комп’ютера. Як вона може змінитися в майбутньому, враховуючи перспективи розвитку комп’ютерів?

Схожі:

Урок №4. Тема iconУрок Тема. Система охолодження Урок Тема. Система мащення Урок Тема....
Опис досвіду II. Інформаційна картка
Урок №4. Тема iconУрок №7. Тема
Тема: Підсумковий урок з тем «Інформація. Інформаційні процеси та системи», «Апаратне забезпечення інформаційних систем»
Урок №4. Тема iconУрок №8 Тема. Урок контролю знань учнів
Учні відповідають на поставлені вчителем запитання І демонструють відповідь на пк
Урок №4. Тема iconУрок №17. Тема
Тема: Підсумковий урок з теми «Системне програмне забезпечення. Службове програмне забезпечення»
Урок №4. Тема iconУрок засвоєння нових знань. Урок-пам'ять, урок-спогад. Обладнання....
Тема. Олександр Довженко. «Україна в огні» – твір про трагедію українського народу в Другій світовій війні
Урок №4. Тема iconУрок №7 Тема. Підсумковий урок за темами: «CorelDraw» та «Турбо Паскаль»
Для чого призначений інструмент Вільна форма?Як його використати. Продемонструйте
Урок №4. Тема iconУрок №1 Тема: Основні принципи будови та функціонування
Урок №1 Тема: Основні принципи будови та функціонування World Wide Web, протокол нттр, адресація в мережі
Урок №4. Тема iconУрок 15 Тема. Підсумковий урок з тем: «Модульcrt розгалуження І вибір», та
Будь-яка програма, записана на мові Паскаль, завжди закінчується службовим словом
Урок №4. Тема iconУроку з математики у супроводі ікт тема: «числові функції»
Комбінований урок з використанням інформаційно-комунікаційних технологій (урок проводиться у комп’ютерному класі з мультимедійним...
Урок №4. Тема iconУрок №25. Тема
Тема: Сортування й фільтрування даних в таблицях. Використання розширених фільтрів
Додайте кнопку на своєму сайті:
Школьные материалы


База даних захищена авторським правом © 2014
звернутися до адміністрації
uchni.com.ua
Головна сторінка