ЕСЕПТЕУІШ ТЕХНИКАСЫНЫҢ ТЕОРИЯЛЫҚ СИПАТТАМАСЫ МЕН АСПЕКТІЛЕРІ

Пән: Информатика, Программалау, Мәліметтер қоры
Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 34 бет
Таңдаулыға:

Титулдық бет үшін
МАЗМҰНЫ

КІРІСПЕ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 3
1 ЕСЕПТЕУІШ ТЕХНИКАСЫНЫҢ ТЕОРИЯЛЫҚ СИПАТТАМАСЫ МЕН АСПЕКТІЛЕРІ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .5
1.1 Есептеуіш техниканың түсінігі мен ерекшеліктері ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ..5
1.2 Есептеуіш техниканың құрылымдары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .8
2 КОМПЬЮТЕРЛЕР ӘЛЕМІНДЕГІ ЭЛЕКТРОНДЫ-ЕСЕПТЕУ МАШИНАЛАРЫНЫҢ ЖЕТІЛУ САТЫЛАРЫ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 10
2.1 Электронды-есептеу техникасының І даму сатысы ... ... ... ... ... ... ... . ... ... 10
2.2 Электронды есептеуіш техниканың ІІ даму сатылары ... ... ... ... ... ... ... ... .22
ҚОРЫТЫНДЫ ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...29
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... .32

КІРІСПЕ

Қурстық жұмыстың жалпы сипаттамасы. Адамзат қашан есептеп үйренгені туралы біз білмейміз. Бірақ, қарапайым сандарды есептеу үшін қол саусақтарын пайдаланғанын айтуға болады. Ал егер сіз есептер шешімін есінде сақтап, саусақтардан көбірек сандарды есептегініз келсе ше? Ол үшін ағашқа не тастарға жазуға болады. Археологиялық қазбалар дәлелдегендей ежелгі адамдар жоғарыда аталғандай іс-әрекеттер істеген екен. Сондай бір құрылғылардың ең алғашқысы Чехия және Моравиянің Дольни Вестоници аймағында табылған кесілген сүйек болып табылады. Вестоництік сүйек атанған бұл зат б.з.д. 30 мың жыл қолданып келген. Кейін одан күрделірек есептеу жүйелері құрастырылғанмен бұл құрал шумер билеушісі Гудеаның билеуі кезіне дейін қолданылды.
Адамның бүкіл өмірі қалай болса да ақпаратты алу, жинақтау өндеумен байланысты. Сіз кітап оқып отырсаңыз да, теледидар қарасаңыз да сіз әрқашан және толассыз ақпарат өңдеп отырасыз.
XXI ғасырда ғылым өте тез қарқынмен дамып келеді. XV ғ. кітап басу ойлап табумен 1895 ж. радио ойлап тапқанға дейін 440 жыл өтсе, кейін радио мен теледидар ойлап табуы аралығында тек 30 жыл ғана өткен. Транзистор мен интегралды схеманы ойлап табу арасы 5 жылды құрады.
Ғылыми ақпаратты жинақтау облысына келсек, XVII ғ. бастап, оның көлемі әр 10-15 жыл сайын екі еселеніп отырды. Мысалы, қазіргі уақытта білікті маман өзінің жұмыс уақытының 80% оның мамандығы жаңалықтарын бақылап отыруға жояды. Ақпараттың көбею және оған деген сұраныстың өсуі ақпаратты өндейтін автоматтандырылған өнеркәсіп саласының пайда болуына әкеп соқты.
Курстық жұмыстың өзектілігі. Мәлімет ақпараттың диалектикалық құрылымды, негізгі бөлігі. Ол тіркелген сигналдар жиынтығын құрайды. Бірақ, физикалық тіркелу тәсілі әр түрлі болуы мүмкін: денелердің механикалық қозғалуы, олардың пішінінің өзгеруі немесе сырт аумағының сапасының өзгеруі, электрикалық, оптикалық, химкалық, магниттік, қасиеттерінің өзгерісі. Тіркелу әдісіне қарай мәлімет түрлі мәлімет сақтаушыларда жинақталуы мүмкін.
Ең кең тараған, бірақ ең арзан емес мәлімет сақтаушы - бұл қағаз. Қағаз бетінде мәлімет оның бетінің оптикалық қасиеттерін өзгерту арқылы тіркеледі. Бетінің оптикалық қасиеттерін өзгерту арқылы CD дискілері де жазылады. Магниттік қасиеттерін өзгертіп тіркелетін мәліметтерге мысал ретінде магниттік дискілерді келтіруге болады. Химиялық құрамын өзгерту арқылы тіркелу әдісі фотографияда кеңінен қолданылады. Биохимиялық деңгейде мәлімет жинақталып тірі табиғатқа беріледі.
Мәлімет сақтаушы қасиеттерінен ақпараттың толықтығы, жеткіліктілігі, ақиқаттылығы секілді қасиеттері тәуелді болады. Мәліметтерді сақтаушыларды өзгерту мақсатымен ақпаратты өзгерту информатика ғылымының негізгі, әрі маңызды мақсаты болып келеді. Осы орайда, курстық жұмысымның тақырыбының өзектілігін анықтайды.
Курстық жұмыстың мақсаты: Бүгінгі таңдағы есептеуіш техниканың жалпы түсінігі қарастырылып, оның құрылымдары мен тарихына тоқталу, ерекшеліктерін талдау.
Көзделген мақсатқа жету үшін келесі міндеттер қойылды:
- есептеуіш техниканың түсінігі мен түрлерін қарастыру;
- есептеуіш техниканың құрылымына тоқталу;
- есептеуіш техниканың даму сатыларына тоқталу, буындарын сипаттау болып табылады.
Тақырыптың зерттелу деңгейі. Курстық жұмыстың барысында есептеуіш техниканың түсінігі мен ерекшеліктері, түрлері мен пайда болу негіздері қарастырылады, олардың жалпылама сипаты анықталды.
Курстық жұмыстың объектісі есептеуіш болып табылады.
Курстық жұмыстың пәні - есептеуіш техниканың даму сатылары.
Курстық жұмыстың құрылымы. Есептеуіш техниканың даму сатылары тақырыбына жазылған курстық жұмыстың көлемі кіріспеден, екі бөлімнен, қорытынды және пайдаланылған әдебиеттер тізімінен тұрады.
1 ЕСЕПТЕУІШ ТЕХНИКАСЫНЫҢ ТЕОРИЯЛЫҚ СИПАТТАМАСЫ МЕН АСПЕКТІЛЕРІ
Есептеуіш техниканың түсінігі мен ерекшеліктері

Компьютер (ағылш. computer -- есептегіш), ЭЕМ (электрондық есептеуіш машина) -- есептеулерді жүргізуге, және ақпаратты алдын ала белгіленген алгоритм бойынша қабылдау, қайта өңдеу, сақтау және нәтиже шығару үшін арналған машина. Компьютер дәуірінің бастапқы кезеңдерінде компьютердің негізгі қызметі -- есептеу деп саналатын. Қазіргі кезде олардың негізгі қызметі -- басқару болып табылады.
Компьютер сөзі ағылшын тілінен аударғанда есептеуіш , емептеуге арналған құрылғы дегенді білдіреді. Компьютерлер есептеу операцияларының қатарларын адамның қатысуынсыз, алдын ала көрсетілген нұсқаулық - бағдарлама бойынша жүргізуге мүмкіндік береді. Есептеуіш техниканың қазіргі тарихының негізі 1943 жылы Марк-1 машинасының дүниеге келуінен бастап қаланды. Компьютерлердің алдыңғы буындары шамдық есептеуіш машиналар болатын, олардың орнын транзисторлы электронды есептеуіш машиналар (ЭЕМ), содан кейін - интегралды сызбалар пайдаланылатын электронды есептеуіш машиналар және ең ақырында, қазіргі таңда аса үлкен интеграциялық деңгейлі сызбалар пайдаланылатын ЭЕМ басты.
Негізгі принциптері: Өзінің алдына қойылған тапсырманы орындау үшін компьютер механикалық бөліктердің орын ауыстырылуын, электрондардың, фотондардың, кванттық бөлшектердің ағынын немесе басқа да жақсы зерттелген физикалық құбылыс әсерлерін қолданады. Көбімізге компьютерлердің ең көп таралған түрі -- дербес компьютер жақсы таныс.
Компьютер архитектурасы алға қойылған мәселені, зерттеліп отырған физикалық құбылысты максималды айқын көрсетіп, модельдеуге мүмкіндік береді. Мысалы, электрондық ағындар бөгеттер салу кезіндегі су ағынының үлгісі ретінде қолданылуы мүмкін. Осылай құрастырылған аналогтық компьютерлер XX ғасырдың 60-жылдары көп болғанымен, қазір сирек кездеседі.
Қазіргі заманғы компьютерлердің басым бөлігінде алға қойылған мәселе әуелі математикалық терминдерде сипатталады, бұл кезде барлық қажетті ақпарат екілік жүйеде (бір және ноль ретінде) көрсетіледі, содан кейін оны өңдеу үшін қарапайым логика алгебрасы қолданылады. Іс жүзінде барлық математикалық есептерді бульдік операциялар жиынына айналдыруға болатындықтан, жылдам жұмыс жасайтын электронды компьютерді математикалық есептердің, сонымен қатар, ақпаратты басқару есептерінің көпшілігін шешу үшін қолдануға болады.
Бірақ, компьютерлер кез келген математикалық есепті шеше алмайды. Компьютер шеше алмайтын есептерді ағылшын математигі Алан Тьюринг сипаттаған болатын.
Орындалған есеп нәтижесі пайдаланушыға әр түрлі енгізу-шығару құрылғыларының көмегімен көрсетіледі, мысалы, лампалық индикаторлар, мониторлар, принтерлер және т.б.
Компьютер -- жай ғана машина, ол өзі көрсетіп тұрған сөздерді түсінбейді және өз бетінше ойламайды. Компьютер тек қана бағдарламада көрсетілген сызықтар мен түстерді енгізу-шығару құрылғыларының көмегімен механикалық түрде көрсетеді. Адам миы экрандағы көріністі қабылдап, оған белгілі бір мән береді.
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 кетеді.
Компьютер атауы -- есептеу желісінде компьютерді (есептеу машинасын) шатастырмай табуға мүмкіндік беретін, ұзындығы 15 латын символынан аспайтын бірегей (өте сирек кездесетін) атау. Ол басқа есептеу машинасының немесе есептеу машиналары бірлестігінің атауларымен дөп келмеуі керек және оның құрамында бос орын болмауы тиісті.
Компьютер буындары (поколения ЭВМ) -- сәулеті мен элементтік негізінің түрлері бойынша біріктірілген, тарихи қалыптасқан компьютер топтары. Олар бір-бірінен элементтік негізі, құрылмалы-технологиялық орындалуы, логикалық ұйымдастырылуы, техникалық сипаттамалары, программалық жасақтамалары және пайдаланушы тарапынан компьютермен қатынас құру дөрежесі бойынша ажыратылады.
Компьютер сөзі ағылшын тілінің ағылш. to compute, ағылш. computer сөздерінен шыққан. Бұл сөздер есептеу, есептегіш мағынасында аударылады (ағылшын сөзі, өз кезегінде, латын тілінің лат. computo -- есептеймін сөзінен шыққан). Алғашында ағылшын тілінде бұл сөз механикалық құрылғыларды қолданбай немесе қолдана отырып, арифметикалық есептеулер жүргізетін адамға қатысты айтылған. Содан кейін бұл сөз машиналарға қатысты айтылатын болды, бірақ, қазіргі заманғы компьютерлер математикамен тікелей байланысты емес мәселелермен де айналысады.
Компьютер сөзінің анықтамасы алғаш рет 1897 жылы ағылшындық Оксфорд сөздігінде пайда болған болатын. Бұл сөздікте компьютер механикалық есептеуіш құрылғы ретінде көрсетілген. 1946 жылы бұл сөздікте цифрлық компьютер, аналогтық есептеуіш машинасы және электронды компьютер түсініктерінің мағынасы ажыратылып көрсетілді.
Алғашқы компьютерлер тек қана есептеулер үшін қолданылған болатын ("компьютер" және "ЭЕМ" терминдерінің шығу тегі де осыған байланысты). Ең қарапайым деген компьютерлердің өзі бұл салада адамдардан асып түседі. Ең алғашқы шыққан бағдарламалау тілі - Фортран тілі де осы себепті тек қана есептеулер шығаруға арналған болатын.
Екінші жолы - мәліметтер базасы үшін. Бірінші кезекте бұлар үкіметтерге және банктерге қажет болатын. Мәліметтер базасын басқару үшін күрделі компьютерлер және ақпаратты енгізу-шығару, сақтауға қажетті күрделі жүйелер қажет болды. Осы мақсаттарда Кобол тілі пайда болды. Кейінірек пайда болған мәліметтер базасын басқару жүйелерінің өз бағдарламалау тілдері бар болатын.
Үшінші жолы - әр түрлі құрылғылармен бірге қолдану. Даму жолы арнайы мамандандырылған (көп жағдайда аналогтық) құрылғылардан стандартты компьютерлік жүйеге дейін болды. Сонымен қатар, күн өткен сайын, техниканың көп бөлігі компьютерден тұратын болды.
Ақырында, компьютерлер кеңседе де, үйде де негізгі ақпараттық құрал ретінде пайдаланыла бастады. Яғни, ақпаратпен орындалатын кез келген жұмыс (мәтінді енгізу, фильм қарау) компьютер көмегімен жүзеге асырылатын болды. Осы тұжырымды ақпаратты сақтауға да, тасымалдауға да байланысты айтуға болады.
Компьютерлер қолданылатын салалардың ішіндегі ең күрделі, ең аз дамыған саласы жасанды интеллект - компьютерлерді белгілі бір алгоритм жоқ жерде пайдалану болып табылады. Бұл салаға мысал ретінде мәтінді аудару, эксперттің жүйелерді айтуға болады.
Компьютер - ақпараттық процестерді жүзеге асыратын негізгі ақпараттық құрылғы, ал ақпараттық процестер дегеніміз ақпаратты алу, есту, көру, өңдеу, тарту болып табылады. Осы компьютердің пайдасы өте көп.
Мысал келтіретін болсақ: әр пәнен жазылатын рефераттардың көрнекі әрі таза, әдемі жазылуын мұғалімдер талап етеді. Қолмен жай сиямен және компьютерде терілген жұмыстарды салыстырайықшы. Екеуінің айырмашылығы жер мен көктей. Осы жазылған рефераттың бірнеше көшірмесі керек дейік. Оны ашып принтермен көшірмесін жасаған әлде қайда аз уақыт жұмсалады. Сөзімді қорытындылап келіп Компьютер - уақыт талабы біз уақытымызды ұтымды пайдаланамыз.
Компьютер зияны туралы мақалалар өткен ғасырдың сексенінші жылдарынан бастап жарық көрген.Әсіресе, ондағы алуан түрлі ойындар жеткіншек балалар мен бүлдіршіндердің денсаулығына, жүйке жүйесіне зақым келтіретінін сол кезден-ақ ғылыми негізде дәлелденген.
Сонымен компьютердің адам ағзасына залалын тигізетін факторлары мынандай:
Көздің көру қабілетін төмендетеді;
Омыртқалардың қисаюына әкеледі;
Жүйкеге салмақ түсіреді;
Шаршағыштық, әлсіздік басады.
Бұған қоса және жағымсыздықтары бала күнгі құмарпаздықтар секілді еркінен тыс компьютерге тәуелді болып "байланады".Мінезі күрт өзгереді, айналасына немқұрайлы қарауды әдетке айналдырады. Басқа ойындарға, ақыл-ойды дамытатын қызықты тақырыптарға талпынысы болмайды. Баланың көңіл-күйіне де әсер етеді, яғни көңілді, сергек жүргеннен гөрі көбінесе ашулы, күш көрсетуге бейім тұрады. Сонымен бірге балада тек өзіне ғана мәлім "жабық әлем" қалыптасады. Тек компьютермен шектелетіндіктен мұндай бала ерте ме, кеш пе әйтеуір қатарластарымен тілдесе алмайтын халге жетеді. Тіпті,бұған дейін достасып жүрген жолдастарын жоғалтады.

Есептеуіш техниканың құрылымдары

Жүйелік блок - дербес компьютердің ең негізгі құрылғысы. Жүйелік блоктың ішінде жүйелік тақша(аналық плата), процессор, оперативті жад, қатқыл диск, қоректендіру блогы, видеокарта секілді көптеген маңызды құрылғылар орналасады. Жүйелік блоктың алдыңғы панелінде қосу (Power) және қайта жүктеу (Reset) батырмасы, компакт-диск мен дискетаны оқитын дискжетектер және қызыл-жасыл жарық индикаторлары орналасады. Жүйелік блоктың артқы жағында негізгі (монитор, пернетақта, тышқан) және қосымша құрылғыларды (принтер, модем, сканер, микрофон) қосатын порттар мен кірістік құрылғылар орналасқан.
Дисплей
Дисплей (монитор) - компьютердің экранына ақпаратты шығаратын құрылғы. Сыртқы пішіні бойынша дисплей кәдімгі түрлі түсті теледидарға ұқсайды, сондықтан оны жиі телевизиялық техникадағыдай монитор деп те атайды.
Пернетақта
Пернетақта - компьютердің жұмысын басқара отырып, қажетті ақпаратты енгізу үшін қолданылатын құрылғы. Ол әріптің және цифр пернелерінің көмегімен компьютерге кез келген ақпаратты енгізуге мүмкіндік береді. Қазіргі компьютерлердің пернетақтасында 101 немесе 105 перне, ал оң жақ жоғарғы бұрышында жұмыс режимі туралы ақпарат беріп отыратын 3 жарық индикаторы орналасады.
Тінтуір
Тінтуір, кейде тышқан - графикалық басқару құрылғысы. Тінтуірді кілемшенің үстімен жылжытқанда, экрандағы тышқанның нұсқағышы да сонымен қатар қозғалып, қажетті объектілерді таңдауға мүмкіндік береді. Тінтуірдің екі (немесе үш) батырмасының бірін баса отырып объектілермен көптеген операцияларды орындауға болады. Батырмалардың ортасында орналасқан доңғалақшаны айналдырып, экранға тұтасымен сыймай тұрған мәтінді, суретті немесе web-парақты жоғары-төмен жылжытуға болады.
Принтер
Принтер - ақпаратты қағазға басып шығаратын құрылғы. Принтердің бірнеше түрі: матрицалық, сия бүріккіш, лазерлік, сублимационалдық, жарық диодты (LED) принтерлер бар.
Сканер
Сканер - қағаздағы мәтін мен суретті компьютерге автоматты түрде енгізу үшін қолданылады. Сканер кескінді (суретті, т.б.) машина кодына ауыстырып, компьютердің жадына жазады. Сканердің жұмысының принципі былай: жарық сәулесі жол-жолмен жазық суретті сканерлейді, оның жұмыс принципі электрондық сәуленің дисплей экранын сканерлеуіне ұқсайды. Сканерлер қара-ақ түсті немесе түрлі түсті болады.

2 КОМПЬЮТЕРЛЕР ӘЛЕМІНДЕГІ ЭЛЕКТРОНДЫ-ЕСЕПТЕУ МАШИНАЛАРЫНЫҢ ЖЕТІЛУ САТЫЛАРЫ
2.1 Электронды-есептеу техникасының І даму сатысы

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.
1801 жылы Жозеф Мари Жаккар перфокарталар арқылы өрнек салып, жұмыс жасайтын тігін станогын ойлап тапты. Перфокарталарды ауыстыру арқылы, матаға түсірілетін өрнекті өзгертуге болатын еді. Бұл құрал бағдарламалау тарихында маңызды орын алды.
1838 жылы Чарльз Бэббидж жасап бастаған аналитикалық машинаның бағдарламалау принциптері Жаккардың перфокарталарына байланысты болатын.
1890 жылы АҚШ Халық Санағы, он жыл бойы жүргізілген халық санағының нәтижесін өңдеу үшін, Герман Холлерит ойлап тапқан сұрыптау тәсілдерімен қатар, перфокарталарды пайдаланды. Холлерит компаниясы IBM корпорациясының ядросына айналды. Бұл корпорация перфокарталар технологиясын мәліметтерді өңдеудің қуатты құралына айналдырып, оларды жазуға арналған құрылғыларды көптеп шығарды. 1950 жылы IBM технологиясы өнеркәсіпте және үкіметте кең тарады. Карталардың көпшілігінде жазылған "бұруға, мыжыруға және жыртуға болмайды" деген ескерту соғыстан кейінгі көпшіліктің есінде болатын.
Көптеген компьютерлерде перфокарталар 1970-жылдардың соңдарына дейін қолданылды. Мысалы, дүние жүзіндегі көптеген университеттердің инженерлік және ғылыми мамандықтарында оқитын студенттер бағдарламалар жазу үшін перфокарталар қолданды.
1835 - 1900: алғашқы бағдарламаланатын машиналар
"Әмбебап компьютердің" негізгі ерекшелігі - бағдарламалау мүмкіндігі, яғни компьютер жұмысын өзгерту үшін тек оған енгізілетін бұйрықтар тізбегін өзгерту ғана қажет.
1835 жылы Чарльз Бэббидж өзінің аналитикалық машинасын жарыққа шығарды. Бұл машина - жалпы мақсаттағы компьютер болып саналады, енгізілетін мәліметтер және бағдарламалар үшін перфокарталар қолданылды, ал энергия көзі ретінде бу қозғалтқышы пайдаланылды. Математикалық амалдар үшін тісті сақиналар қолданылды.
Бастапқыда, Бэббидждің идеясы бойынша, жоғары дәлдікпен логарифмдік кестелерді басып шығаратын машина құру қажет болатын. Содан соң ғана, перфокарталарды қолдану арқылы, бұл идея "аналитикалық машинаға" дейін дамытылды.
Жоспарлар анықталып, жобаны жүзеге асыру мүмкін екендігіне көз жеткізілгенімен, машинаны құру кезінде белгілі бір қиындықтар болды. Бэббидж өзінің идеяларымен келіспеген әрбір адаммен дискуссияға түсіп отыратын. Машинаның барлық бөліктері қолмен жасалу керек болды. Мыңдаған детальдардан тұратын машина үшін, әрбір детальда кеткен қатенің құны қымбат болатын, сондықтан, детальдарды жасау кезінде аса жоғары дәлдік қажет болды. Нәтижесінде, жобаның авторы мен детальдарды жасайтын маман арасындағы келіспеушілікке, және мемлекеттік қаржыландырудың жетіспеушілігіне байланысты, жоба аяқталмай қалды.
Атақты ақын лорд Байронның қызы Ада Лавлейс 1843 жылы итальян математигі және инженері Луиджи Федерико Менабреаның 1842 жылы жазылған "Notions sur la machine analytique de Charles Babbage" ("Elements of Charles Babbage's Analytical Machine") еңбегін ағылшыншаға аударып, өз түсініктемелерімен толтырды. Ада Лавлейстің аты Бэббидждің атымен қатар аталады.
"Айырмалық машинаның" 2-нұсқасының қалпына келтірілген нұсқасы 1991 жылдан бері Лондондық ғылым мұражайында сақталуда. Бұл машина Бэббидж көрсеткен жоба бойынша жұмыс жасайды, сондықтан Бэббидждің теориясы дұрыс болғандығына көз жеткіземіз. Қажетті бөліктерді құру үшін, мұражай сол уақыттағы деталь жасаушы маманның мүмкіндігімен шектелген машинаны қолданды. Кейбіреулердің айтуы бойынша, сол уақыттағы технология қажетті дәлдіктегі детальдарды құруға мүмкіндік бермеген, бірақ бұл болжам расталмады. Сондықтан Бэббидждің машина жасау кезіндегі сәтсіздікке ұшырауының негізгі себебі ретінде саяси және қаржылық қиындықтар аталады.
Бэббидждің ізі бойынша, оның жұмыстары туралы білмесе де, дублиндік бухгалтер Перси Ладгейт жұмыс жасады. Ол 1909 жылы өзі жасап шығарған бағдарламаланатын механикалық компьютерді жасап шығарды.
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.
Ғылым мен техника дамуына байланысты есептеу жұмыстарының қажеттілігі артып, оны жеңілдету үшін арнайы құралдар - абак, есепшот, арифмометр, арнаулы математикалық кестелер шығарыла бастады. Бірақ үстіміздегі ғасырдың 40 жылдарында, ядролық физиканың даму ерекшеліктеріне байланысты, қолмен есептеу істері көптеген материалдық ресурстарды және адамның тікелей араласуын талап ете бастады. Мысалы, "Манхеттен жобасын" (АҚШ-тағы атом бомбасын жасау) іске асыру кезінде есептеу жұмыстарына 600 адам қатысты, олардың бірсыпырасы тікелей есептеумен айналысып, қалғандары сол жұмыстың дұрыстығын тексеріп отырды.
XX ғасырдың ортасында информацияны өңдеуді автоматтандыру ісінің қажеттілігі (көбінесе әскери талаптарға сай) электрондық техника мен технологияның қарқынды дамуына себепші болды.
Электроника табыстары нәтижесінде жасалынған техникалық аспаптар электрондық есептеуіш машиналар (ЭЕМ) деп атала бастады.
1946 жылы алғаш пайда болған ЭЕМ-дер электрондық шамдар негізінде жұмыс істейтін, үлкен залдарда орналасқан, көлемді электрондық жабдықтар болатын.
Бірақ 1948 жылдың өзінде-ақ электрондық шамдар шағын электрондық аспаптармен - транзисторлармен алмастырылып, компьютерлердің бұрынғы жұмыс өнімділігі сақталынғанмен, көлемі жүз есеге дейін төмендеді.
70 жылдар соңында интегралдық схемалардан немесе чиптерден жасалған мини-ЭЕМ-дер шыға бастады (транзисторлар мен олардың арасындағы қажетті байланыстар бір пластинада орналасқан). Осындай микропроцессорлардың (біріктірілген интегралдық схемадан - БИС элементтерінен тұратын) шығуы дербес компьютерлер заманының басталғанының алғашқы белгісі болды.
Алғашқы есептеу жұмыстарын автоматтандыруға арналған ЭЕМ-дер күннен күнге артып келе жатқан информация ағынымен жұмыс істеуде өте ыңғайлы құрал болып шықты.
Бастапқы кезеңдерде ЭЕМ-дерде тек арнайы үйретілген адамдар ғана жұмыс істеді, бірақ онша дайындығы жоқ адамдардың компьютерді пайдалану мұқтаждығы маман еместерге арналған машина жасау қажеттілігін тудырды.
70 жылдар басында "тұрмыстық" (үйдегі) компьютерлер деп аталған микрокомпьютерлер шықты. Олардың мүмкіндіктері шектеулі болатын, тек ойнау үшін және шағын мәтіндер теру үшін ғана пайдаланылды. 70 жылдар ортасында тұрмыстық компьютерлердің етек алғаны сондай, оларды сусын шығаратын фирмалар да (Coca Cola) жасай бастады.
Дегенмен, микрокомпьютерлер дамуындағы ең елеулі оқиға болып 1981 жылы ІBM фирмасы жасаған, кейіннен "дербес компьютер" деп аталған шағын компьютердің шығуы болды.
Сол уақыттан бастап осы атау шағын компьютерлер тобының жалпы аты есебінде тұрақталынып қалды.
Адамзат баласы дамудың барлық тарихи кезеңдерінде есептеу жұмыстарын жүргізіп отыруға әрқашанда мұқтаж болды. Алғашқы кезеңдерде оған, аяқ-қол саусақтары секілді қарапайым құралдар жеткілікті болды. "Компьютер" - сөзі "есептеуіш" мағынасын білдіреді яғни есептеуге арналған құрылғы.
1642 жылы Блез Паскаль механикалық түрде, сандарды қосатын, құрылғы ойлап тапты, ал 1673 жылы төрт арифметикалық амалдар орындайтын арифмометр жасалып шығарылды. Алғашқы компьютер 1946 жылы құрастырылған. Ал бірінші дербес компьютер 1970 жылы шықты . Ал біз жұмыс істеп күнделікті көріп жүрген компьютерлеріміз 1980 жылы шыққан ЭППЛ-ІІ компьютері мен IBM PC компьютерлерінен бастау алады. Компьютерлердің тарихындағы әр түрлі кезеңдердегі түрлері және олардың айырмашылықтары жайында деректерді қарастырып өтеміз.
Бүгінгі таңда адамдар өмірін электронды есептеуіш машинасыз (ЭЕМ) елестету өте қиын. Көп ғасырлар бұрын адамдар әр түрлі есептерді шешетін құрылғылар болғандығын қалады. Жылдар өте ЭЕМ құралып, алға дами бастады. Шағын процессорлардың тарихы ең алғаш рет Intel фирмасы 1971 жылы бірінші і4004 микропроцессорын шығарғанда басталады. Оның мәлімет разрядтылығы 4 бит, ал адрестеу мүмкіншілігі 640 байт, тактілік жиілігі 108 кГц болған. Бір жылдан кейін оның 8-биттік "туысқаны" - і8008 шықты, адрестік жадысы болды. Ең алғашқы 16-разрядтық 8086 процессорын Intel фирмасы 1978 жылы шығарды. Жиілігі 5мГц, өнімділігі 0,33 MIPS (Mega Instructions Per Second) миллион нұсқау секундына (CPU - орталық процессордың жылдамдық шегі) шығарды. 32-разрядты процессор класстары 1985 жылы 80386 моделімен ашылды. Intel 404 бірінші типі 750 кГц жиілікте жұмыс істеді және 2300 транзистордан тұрды. Оның өнімділігі секундына 60 мың операциямен бағаланды. Бүгінгі таңда ең жақсы микропроцессор alpha 21264 микропроцессоры болып саналады. Ол 700 кГц жиілікте жұмыс істейді, 15.2 млн транзистордан тұрады. Секундына 2 млрд операция орындайды. Микропроцессор ең күрделі микроэлектрондық құрылғы. Оған ғылыми және инженерлік жаңалықтар, ең соңғы жетістіктер енгізіледі.
Есептеу машиналарының өсу тарихына көз жүгірткенде, ең алдымен электронды-есептеу машиналарының буындары деген ұғымға көңіл аударуымыз қажет. Есептеу техникасының осы кезге дейінгі даму сатысында электронды-есептеу машиналарының бірнеше буыны ауысып үлгірді. Өйткені бір машинаның негізінде екінші машина, ал екінші машина негізінде үшінші, т. б. машиналар жетілдіріліп жасалынып жатады. Егер ЭВМ-нің барлық техникалық негіздері түгелдей ауысатын болса, онда біз жаңа сатыдағы машина дүниеге келеді дейміз. Электронды-есептеу машиналарының бірінші буынына электрондық лампалар негізінде жасалған машиналар жатады.
Электрондық лампалы машиналардың қатарына 1950 жылдарда жасалған Стрела, Урал-1, УраЛ-2, Урал-4, Минск-1, т. б. атауға болады.
Ал АҚШ-та осы кездегі компьютерлер математик Дж. фон Нейманның есімімен тығыз байланысты.
1946 жылы Принстондағы қазіргі заманғы зерттеу институтындағы (Institute for Advansed Studies - IAS) фон Нейман және оның әріптестері IAS деп аталатын программасында есте сақтау қабілеті бар компьютерді ойлап табуға кіріскен болатын. Бұл компьютер 1952 жылы жасалып бітті.
Оперативтік жады қондырғысында программаның командалары мен деректер сақталады;
Арифметикалық және логикалық қондырғыда екілік есептеу жүйесінде келтірілген деректер өңделеді;
Программаны орындауды басқаратын қондырғыда жадтағы сақталған командаларды талдап олардың орындалуын ұйымдастырады.
Енгізу-шығару жабдығында программаны орындауды басқаратын қондырғыдан келген сигналдарға сәйкес жұмыс істеледі.
Бұлар көлемі жағынан өте үлкен (300 м2-қа дейін орын алатын), қажетті энергиясы көп (30 -- 150 кВ. А) және жұмыс атқару қабілеті нашар, тез қызатын машиналар еді. Электронды-есептеу машиналарының алғашқы буыны негізінен электрондық лампалардан тұрады, машиналардағы лампалардың саны 4 -- 5 мыңға, ал диодтар саны 5 -- 6 мыңнан артық болатын. Амал орындау жылдамдықтары секундына 100-ден бастап 5 -- 6 мыңға дейін жететін.
Есептеуіш техниканың даму тарихы 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 техникалардың қарқындап дамуы XIX ғасырдан басталды. Есептеуіш техниканың дамуындағы келесі қадам алдын ала жасалған программа бойынша адамның қатысуынсыз есептеулерді орындайтын құрылғылар жасау болды.
Беббидждің аналитикалық машинасы өз заманының озық идеясы болатын. Ол техникалық жағынан алғанда өте күрделі құрылғы болғандықтан, оны құрастыруға қажетті техникалық базаның сол кезеңде болмауына байланысты Беббидждің машинасы 40 жылдан астам уақыт қағаздағы сызба түрінде болды. Алайда осы машинаның жобасында ұсынылған негізгі идеялар ХХ ғасырда алғашқы компьютерлерді құрастыру кезінде басшылыққа алынған болатын. Сондықтан аналитикалық машинаны қазіргі компьютерлердің арғы атасы десе де болады.
Алғашқы программалық басқарылатын есептеу машинасын құрастыру идеясын 1821 жылы ағылшын математигі Чарльз Беббидж өзінің аналитикалық машинасында ұсынған болатын. Беббидждің аналитикалық машинасы - ақпаратты өңдеп қана қоймай, оны жадында сақтап, адамның тікелей араласуынсыз алдын-ала жазылған программамен жұмыс істейтін алғашқы әмбебап құрылғы болатын. Бұл машинада қазіргі компьютерлерде бар барлық негізгі құраушылар: бастапқы сандар мен аралық нәтижелерді сақтауға арналған жад, жадтан алынған сандармен амалдар орындайтын арифметикалық құрылғы, берілген программа бойынша есептеу барысын қадағалап отыратын басқару құрылғысы, деректерді енгізу мен оларды басып шығару құрылғылары болды. Басқару программасы перфокарта деп аталған қатырма қағаздардағы тесіктердің көмегімен кодталды. Бэббидждің идеясы өз уақытынан озық еді. Оның машинасы өте күрделі құрылғы болғандықтан, ол кездегі техникалық мүмкіндік мұны жүзеге асыра алмады. Беббидждің машинасы 1860 жылдары ғана құрастырылып іске қосылған болатын. Осы машинаға қажетті программаны 1846 жылы ағылшынның әйгілі ақыны Джордж Байронның қызы Ада Лавлейс жазды. Сондықтан Ада Лавлейсті алғашқы программалаушы десе де болады. ХХ ғасырда электронды-есептеуіш машиналардың (ЭЕМ) пайда болуына байланысты есептеуіш техника бұрын болмаған жылдамдықпен қарыштап дамып, айналдырған 50 жылдың ішінде күрделі өзгерістерге ұшырады. Сондықтан электронды-есептеуіш машиналардың даму кезеңін белгілі бір кезеңдерге бөлу қалыптасқан. І кезең (1945-1955 жылдар) ХХ ғасырдың бірінші жартысы радиотехниканың қарыштап дамыған кезеңі болатын. Сол кездегі радиоқабылдағыштар электронды-вакуумды шамдармен жұмыс істейтін. Алғашқы электрондық-есептеуіш машиналарды құрастыру үшін осындай электронды-вакуумды шамдар қолданылды. Электронды шамдармен жұмыс істейтін алғашқы электронды есептеуіш машина 1946 жылы Америка Құрама Штаттарында құрастырылды.
Ч. Баббедждің есептеу машинасы өз заманының техникалық даму дәрежесінен өмірге ертерек келген еді, сондықтан оның идеясы іске аспай қалды. Бұл идеяны 1890 жылы ағылшын инженері Голлерит қосу амалын орындайтын арнайы есептеу машинасын жасауға қолданды, бұл машина табулятор деп аталды. Табулятордың есептеуіштері мехиналық принцип бойынша жұмыс істегенімен, электронды импульс арқылы басқарылды. Бұл - есептеу техникасын жетілдіру саласындағы жаңа бағыт болды.

1944 жылы Айкеннің басшылығымен реле жүйесі негізіндегі алғашқы электронды - есептеу машинасы АҚШ - та пайда болды, ол Марк - 1 деп аталды. Міне, содан бері адам баласы әр түрлі есептеу машиналарын ойлап шығарып, мыңдаған, миллиондаған амалдарды орындауды машиналардың міндетіне жүктеді.
Сонымен, 1944 жылы АҚШ - та Марк - 1 деп аталатын тұңғыш есептеу машинасы жарыққа шықты дндік. Амеркадағы ИБМ фирмасы жасаған осы Марк - 1 өз кезінің үлкен жетістігі саналды. өйткені оның барлық арифметикалық амалдарды қолданып есептеулер жүргізуге мүмкіндігі болды. Мысалы, ол 23 разрядты ондық сандарға арифметикалық амалдарды өте жылдам орындайтын қабілеттілігімен жұрт назарын өзіне аударды.
Атап айтқанда, қосу амалын 0,3 секундта, көбейту амалын 6 секундта, бөлу амалын 11,4 секундта орындаса, sinx мәнін 60 секундта таба алады. Алайда бұл машина электронды релелі болғандықтан ұзақ өмір сүре алмады. Өйткені релелері жиі істен шығып, қайта - қайта жөндеуге мәжбүр етті. Көп кешікпей Марк - I - дің жетілдірілген түрі - Марк - II дүниеге келді. Марк - II машинасында 13000 реле қолданылды. Мұндай машинаны жасауда, реле схемаларын құрастыруда конструкторлар үлкен қиындықты бастан кешірді. Бұған себеп - схема жасау методикасы әлі де қалыптаса қойған жоқ еді. Осындай ірі мәселені шешуде американ ғалымы Шеннонның идеясы үлкен роль атқарды. Шеннон схемаларды тиімді, әрі үнемді етіп жасауда ағылшын математигі Джордж Бульдың (1815 - 1864) атына қойылған Буль алгебрасын қолдануды ұсынды. Дәл осы идеяны физик В. И. Шестаков та алға қойды.

Сөйтіп, бір - біріне байланыссыз американ математигі Шеннон мен атақты физик В. И. Шестаковтың 1941 жылы релелі схемалар жасауда Буль алгебрасын пайдалану жөніндегі ұсыныстыры негізінде біздің елде және АҚШ пен Англияда электрлі - механикалық релелі есептеу машиналарын жасау ісі қолға алынды. Бірақ бұл машиналардың құрылымы жан - жақты жетілдірілмеген болатын. Сондықтан да оны іле - шала электронды есептеу машинасы ығыстырды. Баббедждың доңғалағы мен Айкеннің релесін радио лампалар алмастырды. Өйткені әрбір жаңа машина реленің тиімсіздігін және жұмыс атқару қабілетінің нашар екендігін көрсетті. 1943 жылы американ инженер - конструкторлары Моли мен Эккерттің жобасы бойынша Пенсильван университетінде алғашқы электронды - есептеу машинасы - ЭНИАК (электрондық цифрлы есептеу интеграторы) жасалды.
Бұл машинаның бұрынғы машинадан ерекшелігі механикалық реленің орнына электронды реленің қолданылуында. Электронды реле мен электронды лампалардың қолданылуы машинаның есепетеу жылдамдығы мен жұмыс істеу қабілетін арттырды. Мысалы, электрлі механикалық реле миллионға жуық рет қосылғанда, жұмыс атқару қабілетін жоятын болса, ал электронды реле бір секундта миллион рет қосыла алады. Электронды реленің артықшылығын төмендегі мысалдан толық көруге болады. Электронды реленің 500 сағаттық жұмысын орындау ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.