История развития вычислительных средств.

Введение

Устройства электронной вычислительной техники позволили человечеству войти в информационную эру. Вычислительная техника является основой построения информационно-измерительных систем, используемых для решения важнейших научно-технических задач. Вычислительные устройства обеспечивают моделирование реальных радиотехнических комплексов в различных ситуациях, работу систем автоматизированного проектирования, управление сложнейшими технологическими процессами.
В основном почти все вычислительные машины основаны на двоичном коде. Но есть устройства, основанные на троичной системе счисления, это разработанная в вычислительном центре Московского государственного университета в 1959 году «Сетунь».
Целью данной работы является рассмотреть теоретические основы электронной вычислительной техники.
Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи:
Изучить литературу по данной теме реферата
Рассмотреть историю развития компьютеров, особенно отечественных.
Разобрать классификацию ЭВМ.
Рассмотреть способы перевода чисел из одной системы счисления в другую

История развития электронной вычислительной техники
Первым устройством, способным производить счет были древние счёты. Их появление датируют 5 веком до нашей эры. Однако и ранее находились схожие механизмы в виде бус, позволявшие вести счет. В 20 веке были найдены свидетельства устройства, датируемое первым веком нашей эры, которое выполняло счет. Этот механизм работал с помощью шестеренок и служить как примитивное счетное устройство. В 17 веке появились первые арифмометры. Вильгельм Шиккард стал создателем «считающих часов», которые использовали звёздочки и шестеренки, наподобие тех, что используются в механических часах. Арифмометр был способен выполнять простейшие арифметические операции. В дальнейшем его труды использовались как основа для других устройств: «Паскалина» и «арифмометр Лейбница» стали одними из таких устройств. В начале 19 века появились первые станки, которые вышивали узор на перфокартах. Это устройство стало одним из важных шагов в развитии программирования, так как смена перфокарт не требовала смены самого устройства. Дальнейшее развитие устройств, работающих с перфокартами продолжалось до 20 века. Даже после 1970 - х годов перфокарты использовались во многих университетах мира. К концу 19 века началось проектирование вычислительных машин, кассовых аппаратов, арифмометр и других устройств с использованием электричества. Такие устройства оснащались электродвигателем и позволяли производить операции сложения, вычитания, умножения и деления. К середине века такие устройства удалось уменьшить в размерах до ручного. Наряду с механическими, в 20 - ом веке были разработаны аналоговые вычислительные машины, позволяли моделировать некоторые физические явления для расчетов, применяемых в электротехнике, механике, электростатике и других отраслях. В военное время, в сороковых годах, Конрад Цузе разработал ряд машин, построенных на телефонном реле, использовавшая для своего программирования двоичный код. Использование двоичного кода позволило упростить схему машины и сделала ее более стабильной. Первые компьютеры Конрада Цузе работали на перфокартах, однако последние машины уже использовали магнитные носители. В 1937 году Клод Шеннон указал на взаимосвязь булевой логики и электронными схемами. Объединение этих двух понятий в дальнейшем назвали «логическими вентилями», которые все еще применяются в работе современных компьютеров. Поколения компьютеров также общепринято делить на 4 поколения: ламповые, транзисторные, компьютеры на интегральных схемах и микропроцессорные. Развитие и распространение ламповых компьютеров пришлось на 50 - е годы 20 века. С появлением транзистора позволило заменить крупногабаритные и хрупкие лампы на более компактные и менее энергоемкие транзисторы. Такие нововведения позволили увеличить вычислительную мощность компьютеров и уменьшить размер. Кроме того, более эффективным образом расходовалась электроэнергия. Так же в конце 50 - х годов были разработаны «сопроцессоры», которые позволяли выполнять несколько действий одновременно: чтение или пробивание перфокарт могло выполняться периферийным процессором, в то время как основной выполняет арифметические операции. 192 Использование интегральных микросхем позволило еще существенней увеличить рост числа компьютеров в мире. Уменьшение затрат на производство вкупе с уменьшением размеров и увеличением вычислительной мощности дали огромный толчок в развитии информационных технологий. В начале 70 - х компания Intel разрабатывает первый микропроцессор, который создан на замену интегральным схемам. Существующие компьютеры и мобильные устройства работают на этой технологии. С появлением микропроцессоров дальнейший рост происходит лишь в увеличении мощности и уменьшении размеров таких устройств. За пройденное время человечество сделало невероятный скачок, позволивший войти в информационную эру. На сегодняшний день разработаны прототипы компьютеров, использующие квантовые механизмы вычисления, в которых помимо 1 и 0 используется смежное состояние, в котором «кубит» является и 0 и 1 одновременно. Использование кубитов стало возможным благодаря эффекту квантового запутывания

. Такие компьютеры позволят увеличить вычислительные мощности многократно. Вычислительные машины развивались еще до нашей эры, и мы с вами видим, что две тысячи лет развития прошли не зря – всё, что нас окружает существует благодаря тем или иным вычислениям, которые сделаны для нас с помощью вычислительных машин.
История развития отечественной техники широко представлена в таких трудах как Ю. В. Рогачев «Первой ЭВМ в России – 50 лет», кандидата технических наук. В данной работе описано краткая история развития машин до 1980 года: «50 лет назад, в декабре 1951 года успешно прошла испытания первая в России ЭВМ — автоматическая цифровая вычислительная машина М-1, построенная в Москве в лаборатории электросистем Энергетического института Академии наук СССР под руководством члена-корреспондента АН СССР И. С. Брука. Результаты испытаний, как и принято в Академии наук СССР, были оформлены подробным отчетом, утвержденным директором Энергетического института АН СССР академиком Г. М. Кржижановским 15 декабря 1951 года»
Книга Митина Станислава Михайловича «Развитие вычислительной техники» описывает подробное развитие электронной вычислительной техники в СССР. Группа инженеров в 1948-ом году под руководством Лебедева Сергея Николаевича около Киева, в местечке Феофания начало разрабатывать МЭСМ (малую электронную счетную машину). Главные позиции построения компьютеров были исполнены советскими инженерами в короткие сроки, и в конце 1951 года начали массовую эксплуатацию данной машины. Еще через два года в столице, где С.Н. Лебедев становится директором вычислительного центра АН СССР Института Точной Механики, используя базу разработанной модели образовывается БЭСМ – большая электронная счетная машина.
Потом данные машины предоставленной серии стали одними из наилучших в Европе и США!
Одновременно с Сергеем Николаевичем работу над основанием электронно-вычислительных машин выполняли и другие ученые – например, еще с 1948-го года в конструкторском бюро №245, которое возглавлял Лесечко М.А., шла разработка цифровой вычислительной машины, которая получила название «Стрела». Быстрота ее работы составляла две тысячи операций в секунду - это в пять раз уступало быстродействию БЭСМ. Однако именно машина «Стрела» впервые начала выпускаться серийно.
Третье важное звено в истории советского компьютеростроения стало разработка, созданная группой инженеров, которой руководил Брук И.С.. Данная разработка получила название «М1». Эта машина отличалась очень невысоким быстродействием, но ее значительным преимуществом был небольшой габаритный размер, что делало данный проект удобным в использовании в любом помещении. Потом разработки И.С.Брука были усовершенствованы, и в 1953-ем году машина «М2», скорость работы которой составляла уже 2000 операций с минуту, могла сочетать в себе все преимущества советских компьютеров.
Три электронно-вычислительные машины – БЭСМ, «Стрела» и «М2» можно отнести к так именуемым советским компьютерам первого поколения. Данные проекты имели существенные недостатки –это высокая степень потребление электроэнергии и маленькая оперативная память Это требовало совершенствования, но и западные машины того времени не превосходили советские компьютеры по своим эксплуатационным характеристикам.
ЭВМ М-20, которая была выпущена Лебедевым С.Н. в 1959-ом году, значительно отличалась от более ранних разработок. Данная машина истинно стала одной из лучших в мире, так как ее производительность собрала 20 000 операций в секунду, объем оперативной памяти превысил в два раза похожий параметр БЭСМ, программные опции были значительно расширены, а надежность машины казалась впечатляющей. Но ЭВМ М-20 была отпущена всего в 20 экземплярах.
Основание компьютерной техники совершалось в Советском Союзе очень быстро и результативно, и в 60-ые годы прошлого века предприятия государства были снабжены разнообразными электронно-вычислительными машинами, среди которых – знакомые М-220, Минск-2 и так далее. Но кульминационным моментом в истории советских компьютеров стало БЭСМ-6, происшедшее в 1967-ом году.
Именно данная машина впервые ошеломила весь мир невообразимой производительностью – один миллион операций в секунду! Именно эта машина соответствовала всем требованиям надежности, и новые технологии, которые использовались в создании БЭСМ-6 и позволяли выполнять до 14 операций в то же время. И именно эта машина оставалась востребованной рекордно долгое время – ведь последний экземпляр БЭСМ был изъят из использования уже в 1995-ом году. Схожими характеристиками обладала ЭВМ 5Э26, но данная машина не получила широкого использования, так как была создана специально для выполнения задач, стоящих перед противоракетным комплексом.
Спад в развитии компьютерных технологий начался в СССР в конце 60-ых годов прошлого века, когда по определенным причинам было принято решение о переходе к использованию унифицированных деталей западного образца. В результате такого перехода советские технологии вернулись на двадцать лет назад и более не имели возможности составлять конкуренцию западным разработкам.
Рассматривая различные учебники можно заметить, что информация о развития вычислительной техники одинаковая, везде приводятся одни и те же факты