Реферат: Історія розвитку сучасної обчислювальної техніки. Роль інженерної діяльності у появленні та розвитку новітньої техніки та технології

Cepійнe виготовлення рахункових машин почалось у 1820 р. на основі вдалої конструкції англійського інженера Ч. Томсона. Вони мали назву арифмометрів. Перший арифмометр, що знайшов масове розповсюдження по усьому світу, був виготовлений у 1874 р. інженером В.Т. Однером, що жив у м. Петербург (Росія).

До середини XX ст. поступово увійшли до застосування клавішні електромеханічні машини. Більшість з них були засновані на тих же принципах, що й арифмометри. Але вони вже мали клавіатуру для набору даних та вибору операцій та приводилась до дії електричним двигуном.

Важливим обчислюваним пристроєм стала логарифмічна лінійка, яка зайняла на довгий час головне місце у інженерно-конструкторських розрахунках.

На початок XX ст. завдання науки та техніки все більш наполегливо вимагали автоматизувати складані обчислювальні роботи, такі, як вирішення або інтегрування диференційних рівнянь.

Як відомо, ідеалом науки після Ньютона стало пояснення всіх фізичних явищ на ocнoві законів механіки. Безумовно, це знайшло відображення при будівництві аналогових інтеграторів.

Значний вклад у цей напрям вніс великий російський математик П.Л. Чебишев, який вперше зробив арифмометр автоматичним, спорядив його у 1883 р. клавішами для вибору операцій. Дуже вдосконалений обчислювальний прибор збудував видатний математик та суднобудівник А.М. Крилов.

До початку 2-ї світової війни технічно розвинені країни світу змагалися між собою у створені та використанні цих зручних приборів.

Наряду з цим чисто математичні інтегруючи машини відрізнялись своєю громоздкістью. Працювали вони повільно та давали інколи значні помилки при обчислюванні.

Потім з'явились більш удосконалені так звані електричні та гідравлічні аналогові інтегратори. Їх швидкочинність була у той час досить достатня для вживання у промисловості та військовій справі.

1.2 Поява цифрових електронних обчислюваних машин

Післявоєнний розвиток напівпроводникової електроніки йшов бурхливо. 3'явились компактні надійні та швидкодіючи аналогові електронно - обчислювальні машини, які i тепер, при вирішенні спеціальних завдань, з успіхом конкурують з цифровими ЕОМ.

Родовід цифрових ЕОМ виходить до початку XIX ст. У 1812р. англійський математик Беббедж висунув ідею створення обчислювальної машини, яка повинна була визначати любу функцію, якщо людина охактеризує її п'ятьма численими величинам. Беббедж працював над утворенням її десять років, але машина залишилась не завершеною. Конструктору не хватило грошей.

Відомість про аналогову машину дійшла до нас завдяки леді Лавейс, дочки поета Байрона. Вона була математиком - гарним математиком. У юності вона познайомилась з Беббеджом та його машинами. Вона зрозуміла величезну значущість його діяльності. На жаль, леді Лавейс була єдиною серед математиків XIX ст., яка оцінила ідеї Беббеджа.

Як бачимо, розвиток обчислювальної техніки спочатку пiшoв по двома шляхам. Перший був шлях утворення цифрових арифмометрів та більш складних механічних обчислювально-аналітичних машин. Другим був шлях аналогових обчислювальних машин.

Значення ідей Беббеджа оцінено було лише у середині XX ст. Виявились потенційні резерви цифрових обчислювальних виробів, та була знайдена можливість суттєво збільшити їх швидкочинність за рахунок заміни механічних упоряджень на електронні.

Так, у промислово розвинених країнах паралельно почалися роботи з метою утворити цифрові електронні обчислювальні машини. Скорочена їх назва – ЕОМ.

Спочатку ЕОМ працювали на електронних лампах.

Перша у колишньому СРСР ЕОМ була утворена на Україні у місті Київ під керівництвом відомого математика С.А. Лєбєдєва у I960 році. Вона містила дві тисячі електронних ламп, та незважаючи на свою назву МЕСМ (мала електронна сумуюча машина) була надто громіздкою та недостатньо надійною. Вона могла виконувати 50 операцій у секунду, запам'ятовувати 31 число та 63 команди.

Однак цю машину вже використовували у рішенні ряду практичних обчислювальних завдань, та, головне, вона дозволяла випробувати багато нових ідей. Ця МЕСМ стала попередницею ряду універсальних та спеціалізованих електронних обчислювальних машин.

Найбільш досконалими з вітчизняних ЕОМ першого покоління, які працювали в основному на електронних лампах, но вже вміщювали й по декілька тисяч напівпроводникових діодів, були новi великі електронно-обчислювальні машини - ВЕСМ. Вони мали продуктивність - 10 тис. операцій у сек., оперативну пам'ять -2048 чисел.

Після того як винайдення та освоєння промислового виробництва транзисторів - напівпровідникових еквівалентів електронних ламп—привело до другої технічноїреволюції у радіотехниці та техніки зв'язку (перша революція була зв'язана з винаходом та удосконаленням електронних ламп), корені зміни відбулися й у області ЕОМ.

До кінця 50-х poкiв XX ст. ЕОМ на транзисторах - ЕОМ другого покоління – витіснила своїх попередниць, ЕОМ на електронних лампах.

Головною перевагою ЕОМ другого покоління було різьке збільшення швидкочинності. ВЕСМ - 6 виконувала до 1 мільйона операцій у сек. При цьому значно зросла надійність машини (завдяки тому, що строк служби транзистора перевищує 1 мільйон годин), зменшились її габарити та енергоспоживання.

Суттєво покращилась й довгочасова пам'ять ЕОМ другого покоління.

Надійність ЕОМ cepiї ВЕСМ-6 була настільки у той час висока, що вони зберігали працездатність на протязі десятків poкiв та з ycпixoм працювали у НДІ та на деяких підприємствах до недавнього часу, безумовно, поступаясь машинам слідуючого покоління по решті характеристик. ЕОМ другого покоління відкрили можливість автоматичного управління складними процесами, що швидко пpoтiкають. Про це вчені та інженери раніш і не мріяли.

Вже у середині 60-х років ЕОМ другого покоління з успіхом включились у сферу автоматичного управління. Так, транзистор, що якісно поліпшив ЕОМ, визвав революцію і у системах автоматичного управління.

У той час, як інженери, конструктори та математики - спеціалісти по утворенню програм для ЕОМ- з ентузіазмом покращували ЕОМ другого покоління, у тиші лабораторій та у кабінетах технологів продовжувала розвиватись транзисторна революція.

На протязі декількох років були розроблені численні спеціалізовані варіанти: класичного транзистора, який призначається для виконання різноманітних функцій, які до того реалізовувались тільки з використанням електронних ламп.

Що таке "класичний" транзистор? Biн уявляє собою особливим чином виготовлений шматочок напівпровідникового кристалу. Розмір його менше ніж сірникова голівка. Він має 3 виводи та закріплений усередині невеликого герметичного корпусу кристал. Через стінку корпусу проходять ці три виводи, які призначаються для з'єднання транзистора з іншими деталями, що утворюють електричну схему.