Есептеу техникасының (машинаның) даму тарихы

Презентация қосу

Қазақстан Республикасының Білім және Ғылым министрлігі
Семей қаласының Шәкәрім атындағы мемлекеттік унивеситеті

СӨЖ
Тақырыбы:Есептеу техникасының даму тарихы

Орындаған:Бидахмет Құралай
Тексерген:Жаксыгулова.Д.Д
Тобы:БЛ-509

Семей,2015ж
Ең алғашқы пайда болған есептеу құралы есепшот болып табылады. Кейбір деректерге
сүйенсек,есепшоттың жасы 2000-5000 жылдар шамасында, ал пайда болған жері ертедегі Қытай немесе
ертедегі Египет, тіпті ежелгі Греция болуы да мүмкін. Бұл санау құралын гректер мен Батыс-
Еуропалықтар «абак» деп, қытайлықтар «суан-пан», жапондықтар «серобян» деп атаған. Бұл құралмен
есептеулер оның шұңғыл тақтада орналасқан тастарын жылжыту арқылы жүргізілген. Тастар піл
сүйегінен, түрлі түсті шынылардан, қоладан жасалды. Осындай есепшоттар қайта өркендеу дәуіріне
дейін пайдаланылып келді. Оның жетілдірілген түрі осы күнге дейін қолданылып келеді. XVII ғасырдың
басында шотландиялық математик Джон Непер логарифм түсінігін енгізді және логарифм кестесін
жариялады. Ал 1761 жылы ағылшын Д.Робертсон жүгіртпесі бар навигациялық есептеулер жүргізуге
арналған логарифм сызғышын жасады. Мұндай құрал жасау идеясын 1660 жылдары Исаак Ньютон
ұсынған болатын. Соңғы кезге дейін логарифм сызғыштары инженерлердің бірден-бір есептеуіш құралы
болып келді, бірақ өткен ғасырдың екінші жартысында пайда болған электронды калькуляторлар
оларды қолданудан ығыстырды. 1642 жылы француз математигі Блез Паскаль он тоғыз жасында дүние
жүзінде бірінші рет қосу машинасы деген атпен белгілі, жетектер мен дөңгелектерден тұратын
механикалық есептеу машинасын құрастырды. Паскальдың машинасында көпорынды сандарды қосу
мүмкін болды. 1694 жылы атақты неміс математигі Лейбниц Паскальдың идеясын дамытып, өзінің
механикалық есептеу машинасын – арифмометрді құрастырды. Дөңгелектің орнына мұнда цифрлар
жазылған цилиндр қолданылды. Бұл құрал күрделі қосу мен алу есептеулерін жүргізумен қатар,
сандарды бөлу, көбейту, тіпті квадрат түбірін табу амалдарын да орындайтын болды. Кейін арифмометр
бірнеше рет жетілдірілді Бұл бағытта орыс өнертапқыштары П.Л.Чебышев пен В.Т.Однер көп еңбек етті.
Арифмометр қазіргі қолданыста жүрген калькуляторлардың негізін салды. Арифмометр мен қарапайым
калькулятор есептеу жұмыстарын механикаландыру құралдарының қызметін атқарады, бұларда
есептеуде адамның өзі әрекеттер тізбегін анықтап басқарады.

Есептеуіш техника — есептеу және мәліметтерді өңдеу
процессінің маңызды компоненті болып табылады.
Есептеуге арналған алғашқы құрал ретінде есептеу
таяқшаларын атауға болады, бұл құрал қазіргі кезде де
бастауыш сынып оқушыларын есепке үйрету үшін
қолданылады. Даму жолында бұл құралдар күрделене түсті
(мысалы, финикиялық саз фигуралары).
Уақыт өте келе, қарапайым құрылғылардан күрделі
құралдар пайда бола бастады: абак, логарифмдік сызғыш,
механикалық арифмометр, электронды компьютер.
Алғашқы есептеуіш құрылғылардың қарапайымдылығына
қарамастан, олармен жұмыс жасауға үйренген адам, қазіргі
заманғы калькуляторларды пайдаланғаннан да жылдам
есептер жүргізе алады. Әрине, қазіргі заманғы есептеуіш
құрылғыларының жұмыс өнімділігі және есептеу
жылдамдығы ең жылдам есептегіш адамның өзін шаң
қаптырып кетеі.
1930 — 1960: стол калькуляторлары
1900-жылдары механикалық калькуляторлар, кассалық
аппараттар және есептеуіш машиналар электр
қозғалтқыштарын қолдана отырып жасалған болатын. Бұл
құрылғыларда тісті сақинаның күйі айнымалыны сипаттайтын
еді. 1930-жылдардан бастап, Friden, Marchant және Monro
сияқты компаниялар арифметикалық төрт амалды орындай
алатын механикалық стол калькуляторларын жасап шығара
бастады. "Компьютер" ("есептеуіш") сөзі қызметке
байланысты айтылды (математикалық есептеулерді орындау
үшін калькуляторларды қолданатын адамдарды солай
атаған). Манхэттендік жоба барысында болашақ Нобель
сыйлығының лауреаты Ричард Фейнман әскери мақсаттарға
қажет дифференциалдық есептерді шешетін математик-
әйелдерді басқарған болатын. Атақта Станислав Мартин Улам
соғыс аяқталған соң, сутегі бомбасының жобасына қажетті
есептерді шығарумен айналысты.
Ертедегі есептеу құралдары
Адамзат қарапайым есептеу құралдарын қолдануды мыңдаған жылдар бұрын бастады. Есептеудің ең көп тараған түрі -
айырбас саудасында қолданылатын тауарлардың санын анықтау болатын. Ең қарапайым шешім ретінде айырбасталатын
тауардың салмақ эквивалентін пайдалануды айтуға болады, себебі бұл жағдайда, тауардың құрамындағы заттардың
санын есептеу қажет болмайтын. Бұл мақсаттарда қарапайым балансирлік шеккілер қолданылатын, олар массаны
анықтауға арналған алғашқы құрылғы болды.
Эквиваленттілік принципі "абак" деп аталатын құралда да пайдаланылды. Заттарды санау үшін, бұл құралдағы сүйектерді
қозғау қажет болатын.
Тісті сақиналарды ойлап табуға байланысты, есептеулерді орындауға арналған құрылғылар күрделене түсті. XX ғасырдың
басында табылған антикитерлік механизм (б.з.д. І ғасырда батып кеткен антикалық кемеден табылған) ғаламшарлардың
қозғалысының үлгісін көрсете алатын еді. Болжам бойынша, бұл құралды діни мақсаттарда күнтізбелік есептеулер
жүргізу, күн және ай тұтылуын болжау, егін егу және жинау уақыттарын анықтау үшін қолданған. Есептеулер жүргізу
үшін 30-дан астам қола сақиналар және бірнеше циферблаттар қолданылды. Ай фазаларын есептеу үшін,
диффернциалдық тасымал пайдаланылды (ғалымдар бұл тәсілді ХVI ғасырда ойлап табылған деген болатын). Антика
мәдениеті құлдыраған соң, бұндай құралдар жойылып кетті. Күрделілігі осы шамалас механизмдерді құру үшін, адамзатқа
бір жарым мыңжыл қажет болды.
1623 жылы Вильгельм Шикард "Есептеуіш сағаттар" - төрт арифметикалық амалды орындай алатын механикалық
калькуляторды ойлап тапты. Құрылғының бұлай аталу себебі, сағаттардағы сияқты, бұл құралда да тісті сақиналар мен
жұлдызшалар қолданылды. Бұл құрылғыны іс жүзінде алғаш рет Шикардтың досы, философ және астроном Иоганн
Кеплер пайдаланды.
Бұдан соң Блез Паскаль ("Паскалина", 1642 ж.) және Готфрид Вильгельм Лейбниц өз машиналарын жасап шығарды. 1820
жылы Charles Xavier Thomas төрт арифметикалық амалды орындай алатын механикалық калькуляторларды (Томас
арифмометрі деп аталатын құрал Лейбниц жұмыстарына негізделген) жасап, саудаға шығарды. Ондық сандарды
есептеуге арналған механикалық калькуляторлар 1970-жылдарға дейін қолданылды.
Сонымен қатар, Лейбниц қазіргі заманғы компьютерлердің негізі болып табылатын екілік санақ жүйесін де сипаттады.
Бірақ, 1940-жылдарға дейінгі шыққан машиналардың басым бөлігі (Чарльз Бэббидждің машинасы және ЭНИАК) ондық
жүйені қолданған болатын.
Сандарды көбейту және бөлу амалдарын осы сандардың логарифмдерін қосу және азайту арқылы орындауға болады
(Джон Непер). Нақты сандарды сызғыштағы ұзындық интервалдары көмегімен көрсетуге болады, бұл жаңалық
логарифмдік сызғыштарды ойлап табуға негіз болды, бұл құрал көмегімен көбейту және бөлу амалдарын оңай орындауға
болатын еді. Логарифмдік сызғыштар қалта калькуляторлары пайда болғанға дейін қолданылды. Айға адам жіберген
"Аполлон" бағдарламасының инженерлері өз есептеулерінде логарифмдік сызғыштарды пайдаланған болатын.
Есептеу техникасының бүгінгі таңдағы дамуының басты үрдісі ЭЕМ-нің
қолданылатын аясын одан ары кеңейту болып табылады әрі осыған
орай жеке машинадан осы машиналардың жүйесіне – жұмыс істеу
мүмкіндіктері мен сипаттамаларының диапазоны кең әр түрлі
конфигурациялар кешені мен есептеуіш жуйесіне көшу керек.
Келешегі зор,дербес ЭЕМ негізінде жасалған,аймақтарға бөлінген көп
машиналы есептеуіш жуйелері – есептеуіш желілері – информацияны
тек есептік өңдеуден өткізуге ғана бағдарланып қоймай сол,сонымен
қатар соншалықты деңгейде коммуникациялық информациялық
қызметтерге де жүгінеді,атап айтқанда,электрондық
пошта,телеконференциялар жуйесі және информациялық-
анықтамалар жуйесі.
Бүгіндері ғаламдық есептеуіш желілерін құрайтын (болып табылатын)
Интернетті пайдаланушылар ақпаратты сақтайтын осы желідегі құпия
емес информациялардың кез келген таба алатын мумкіндікке ие.
ЭЕМ-ның өзін әзірлеп,жасауда соңғы жылдары елеулі әрі тұрақты
артықшылықтарұа аса қуатты компьютер – супер ЭЕМ мен шағын және аса шағын
дербес компьютерлер ие болып жур.Қазіргі дербес компьютерлер дисплей,
жүйелік блок, пернетақта секілді көптеген құрылғылардын тұрады және алғашқы
пайда болған дербес компьютерлерге мүлдем ұқсамайды десе де болады. Қазіргі
дербес компьютерлердің жұмыс істеу жылдамдығы да осыдан отыз жыл бұрынғы
компьютерлермен салыстырғанда мыңдаған есе артты. Егер 1977 жылы пайда
болған Apple-2 компьютеріндегі микропроцессордың тактілік жиілігі 1 МГц болса (1
МГц – секундына 1 миллион операция орындайды деген сөз) қазіргі
компьютерлерде қолданылатын Pentium-4 микропроцессорларының тактілік жиілігі
3,4 ГГц-ке дейін жетеді. Қазіргі компьютерлердің программалық жабдықтамалары
қолданушыларға программалау тілдерін білмей-ақ олармен (компьютерлермен)
жеңіл қарым-қатынас жасауға мүмкіндік береді. Бұны Windows, Macintosh OS
секілді танымал операциялық жүйелердің пайда болуымен байланыстыруға
болады. Қазір әлемде дербес компьютерлердің жылына миллиондаған данасы
сатылады. V-кезең V кезеңнің ЭЕМ-дері деп жақын болашақта пайда болатын
компьютерлерді айтуға болады. Ғалымдар болашақтың компьютерлері бүгінгі
компьютерлермен салыстырғанда әлдеқайда қуатты, қолданыста ыңғайлы және
интеллектуалдық қабілеті өте жоғары болады деп болжамдайды. Бұл
компьютерлерге барлық мәліметті қазіргідей пернетақтамен емес, дауыстап
командалар беру арқылы енгізіп, олардың адам секілді машиналық «көру», «есту»,
«иіс сезу» қабілеті болады деп болжамдалуда..
Есептеу техникасы

Ғылыми-техникалық прогресс әр түрлі есептеу машиналарын құруға себепші болды.Олар
өздерінің арнаулы және функционалдық мүмкіндіктеріне қарай үлкен ЭЕМ-дерге,мини-
ЭЕМ-дерге,микро-ЭЕМ-дерге және дербес компьютерлерге (ДК) бөлінеді.
Үлкен ЭЕМ-дер-бұл өте қуатты компьютерлер,олар ірі мекемелерге,кәсіпорындарға немесе
халық шаруашылы-ғының тұтастай салаларында жұмыс істеу үшін қолданы-
лады.Үлкен ЭЕМ-дерді пайдалану үшін көптеген қызметкерлері бар есптеу орталықтары
құрылады.
Үлкен ЭЕМ-дер қызмет көрсетуі мен құрал-жабдық-тары құнының қымбаттығымен
ерекшеленеді. Олар бір-неше міндеттерді қатар шешіп,бірнеше пайдаланушымен қатар
жұмыс істей алады.
Мини ЭЕМ-дердің үлкен ЭЕМ-дерге қарағанда, өл-шемдері шағын және өнімділігі мен құны
да төмен.Мини ЭЕМ-дер өндірістік процестерді басқаруда,ғылыми меке-мелерде,ғылыми
жұмыстарды оқу ісімен үйлестіретін жоғарғы оқу орындарында қолданылады.Мини ЭЕМ-
дердің жұмысын ұйымдастыру үшін де арнайы шағын есептеу орталығы қажет.
Микор-ЭЕМ-дердің өнімділігі үлкен ЭЕМ-дерге қара-ғанда төмен және олар негізінде
деректер дайындау,программалық қамтамасыз етуін жетілдіру бойынша көмекші
операциялар орындайды.Микро-ЭЕМ-дер үшін құрамында бірнеше адамы бар шағын
лаборато-рия да жеткілікті.
Электрондық құралдардың даму кезеңі:
1943-45ж. АҚШ-та Моучли мен Эккерт басқарған топ ЭЛЕКТРОНДЫҚ ШАМДАРДЫҢ
негізіндегі ең алғашқы ENIAC ЭЕМ-ін құрастырды. Бұл әр түрлі мәселелерді шешетін
әмбебап машина еді. Бұл ЭЕМ «МАРК-1» машинасынан өнімділігі бойынша 1000 есе
артық және одан екі есе үлкен (салмағы 30т) болды. ENIAC машинасында 18000
электрондық шамдар, 150 реле 70000 резисторлар, 10000 конденсатор болды. Ол 140
квт қуат пайдаланды. Бірақ оның жад құрылғысы жоқ, және бағдарламаларды беру
үшін сымдарды нақты бір түрде жалғастырып отыру керек болды.
1945ж. Джон фон Нейман цифрлық есептеуіш машинаның жалпы принциптерін ойлап
тапты, ол қазіргі кезге дейін ДК-де қолданылады. Осы принциптер бойынша
компьютерде мыналар болуы керек:
арифметикалы-логикалық құрылғы, арифметикалық және логикалық операцияларды
орындайды;
жадтайтын құрылғы немесе бағдарламалар мен деректерді сақтайтын жад;
басқару құрылғысы, ол бағдарламаларды орындау процесін ұйымдастырады;
ақпарат енгізу-шығару сыртқы құрылғысы.
Алдымен белгілі бір сыртқы құрылғының көмегімен компьютердің жадына бағдарлама
енгізіледі. Басқару құрылғысы жадтан бағдарламаның бірінші командасын тауып оқиды
және оның орындалуын ұйымдастырады. Бірінші команданы орындағаннан кейін,
басқару құрылғысы келесі командаларды оқиды және т.с.
ЭЕМ-нің бірінші буыны (1949-1958ж.)
1949ж. Морис Уилкс (Англия) алғашқы EDVAC компьютерін жасады. Бұл жадында сақталған
бағдарламалары бар әмбебап ЭЕМ цифрлық электрондық есептеуіш әмбебап машиналарының
алғашқы буындарына жол салды.
XX-ғасырдың 40-50 жылдары ЭЕМ өте үлкен және қарапайым болды. Элементтік база ретінде
электрондық шамдар мен реле қолданылды: жедел (оперативтік) жад триггерлерде, кейін
ферриттік жүрекшелерде; шапшаңдығы – секундына 5-30 мың арифметикалық амалдар
болды. Мұндай ЭЕМ-дер үшін бағраламалар машиналық кодтарда жүргізіледі, кейінірек
автокодтар мен ассемблер пайда болды. Бұл ЭЕМ ғылыми-техникалық есептеулер жүргізу
үшін қолданылды. Осы типті машиналарға EDSAC, ENIAC, UNIVAC, БЭСМ, Урал жатады.

ЭЕМ-нің екінші буыны (1955-1963).
1948ж. – транзистор ойлап табылды және 50-ші жылдардың екінші жартысында
транзисторлы ЭЕМ-дер пайда болды.
1959ж., — АҚШ-та екінші буынның RCA-501 ЭЕМ-і құрылды
1960ж., — IBM 7090 LARC
1961ж., — Stretsh
1962ж., — ATLAS
Ал ССРО-да 2-ші буынның ЭЕМ-дері: РАЗДАН, НАИРИ, МИР, МИНСК, Урал-11, М-220, БЭСМ-4, М-
4000 сияқты машиналар шығарылды.
2-ші буынның ЭЕМ-і транзисторлы (жартылай өткізгіштер) элементтік базасымен, өте кішкене ферриттік
жүрекшелері бар жедел жадымен 512 Кбайт көлемімен секундына 3000000 амал өнімділігімен
сипатталады. Олар функционал операциялар (бөлінген уақыт режимі) мен мульти-бағдарламалар
режимін біріктіруді, яғни орталық процессор мен енгізу-шығару арналарының қатар жұмыс істеуін
қамтамасыз етеді. Өлшемі бойынша ЭЕМ-дер кіші, орта, үлкен және арнайы түрлерге бөлінеді.
ЭЕМ-нің жетілдіруімен қатар бағдарламалық жабдықтамалар дамыды, алгоритмдік бағдарламалау
тілдері, АБЖ, диспетчерлер пайда болды.

ЭЕМ үшінші буыны (1964-1976ж.).
1958ж. – Джек Килби бірнеше транзисторды бір пластинаға қалай орналастыру керек екенін ойлап
тапты.
1959ж. – Роберт Нойд ең алғашқы ЭЕМ-і деп IBM/360 модельдерінің сериясын (1964ж. АҚШ) санауға
болады.
ЭЕМ-нің үшінші буынына РДР-8 (бірінші мини-компьютер, ол 1965ж. Құрылды және құны 20 мың $ болды)
РДР-11, В-3500, EC-ЭЕМ сериясы жатқызуға болады. ЭЕМ-нің үшінші буыны интегралдық схемалы (ИС)
және жартылай үлкен схемала (YC) жартылай өткізгіш интегралдық схемадағы жедел жад
құрылғысымен, 16Мб көлемімен, секундына 30 млн. Операция өнімділікпен сипатталады. Өлшемі
бойынша ЭЕМ үлкен, орташа, мини және микро болып бірнеше түрге бөлінеді. Бұл буынның типтік
модельдері – EC-ЭЕМ, СМ-ЭЕМ, IBM/360, РДР, VAX .
ЭЕМ-нің үшінші буынына тән ерекшелік – бұл операциялық жүйесінің болуы, мульти-бағдарламалау мен
ресурстарды (шалғай құрылғыларды), ЭЕМ-нің өзінің аппараттық бөлігін немесе тікелей операциялық
жүйені басқару мүмкіндігінің пайда болуы. ЭЕМ-дегі бағдарламалық жабдықтама ОЖ, ҚБӨ, ДББЖ, АБЖ,
жоғары дәрежелі алгоритмік тілдердің (ПЛ-1, АЛГОЛ; КОБОЛ…) пайда болуымен күрделіленеді.

ЕМ-нің төртінші буыны (1977 – қазіргі кез):
Төртінші буынның ЭЕМ-дерінің ең алғашқы танымал сериясы IBM/370.
Төртінші буынның ЕТ-нің конструктивті-технологиялық негізі үлкен интегралды схема
(YИС) және өте үлкен интегралды схема (ӨҮИС), олар 70-80 жылдары құрылған, шапшаң
жадтайтын құрылғылар болды. ЭЕМ ЯВА-ны тиімді пайдалануға, қиыншылықтары бар
программистер үшін бағдарламалау процесін жеңілдетуге есептеліп шығарылады.
Төртінші буынның машиналарының паркін микро-ЭЕМ-ге, ДК-ге, мини-ЭЕМ-ге, жалпыға
арналған ЭЕМ-ге, арнайы ЭЕМ-ге, арнайы-IBM-ге және супер-ЭЕМ-ге бөлуге болады.
Төртінші буын машиналарының жедел жады – жартылай өткізгіш АҮИС-те, көлемі 16Мб
және одан жоғары. Бұл буынның машиналарына IBM/370, SX-2, IBMPC/XT/AT, PC/2, Cray
типтерін жатқызуға болады.

Дербес компьютерлер:
Бүгінгі күні кең тараған ДК-ЦЭВМ. Олардың пайда болуы алғашқы РДР-8 мини-ЭЕМ-ге
барып тіреледі.
1970ж. – INTAL фирмасы жадтың интегралдық схемасын және тамызда үлкен ЭЕМ-нің
орталық процессорына барабар интегралдық схеманы (INTEL-4004 микропроцессоры) сата
бастады.
1975ж. – Intel-8080 микропроцессоры бар Альтаир-8800 ең алғашқы ДК пайда болды.
1981ж. – IBM фирмасы IBMPC дербес компьютерлерін шығара бастады.
1983ж. – қатқыл дискісі бар IBM PC XT компьютерлері шығарылды.
1985ж. – IBM PC AT дербес компьютерлерінің шығарылуы басталды.

Пайдаланған әдебиеттер:
1)Байжуманов.М.Қ

Жапсарбаева.Л.Қ
Информатика

2)Жапарова.Г.Ә
Информатика
негіздері

Ұқсас жұмыстар

Есептеу техникасының даму тарихы туралы

Оқушылардың электронды

Ақпарат және оны өрнектеу жолары. Ақпаратты өлшеу. Информатика ұғымы. Ақпараттық технологиялар және техника. Есептеу техникасының даму тарихы

Есептеу техникасы және оның даму тарихы

Бірінші электронды компьютер

Есептеу техникасының даму тарихы

Компьютердің архитектурасы

Есептеу техникасының даму тарихы жайлы

Есептеуіш техниканың

КОМПЬЮТЕР ҚҰРЫЛҒЫЛАРЫНЫҢ ЖҰМЫСЫНЫҢ БЛОК - СХЕМАЛАРЫН ҚҰРУ

Пәндер