Конспект урока на тему "История развития вычислительной техники"

Разработка урока

информатики

по теме "История развития вычислительной техники"

Цели урока:

Образовательные:

• систематизировать знания об истории развития вычислительной техники;
• знать о развитии электронно-вычислительной техники в России;
• научиться определять поколения ЭВМ по основным характеристикам.

Развивающие:

• развивать логическое мышление, умение делать выводы и обобщения;
• развивать память.

Воспитательные:

• воспитывать организованность, внимательность.

План урока:

1.     Орг. момент.

2.     Изучение материала с использованием презентации.

3.     Выполнение тестовой работы.

4.     Итоги урока.

Ход урока

1. Орг. момент.

2. Изучение материала с использованием презентации.

1) Озвучивание темы урока и план изучения темы.

2) Вычисления в доэлектронную эпоху.

Потребность счета у человек возникла ещё в доисторические времена. Древнейший метод счета предметов заключался в сопоставлении предметов некоторой группы (например, животных) с предметами другой группы, играющей роль счетного эталона. У большинства народов первым таким эталоном были пальцы (счет на пальцах).  Расширяющиеся потребности в счете заставили людей употреблять другие счетные эталоны (зарубки на палочке, узлы на веревке и т. д.).

В древнем мире при счете больших количеств предметов для обозначения определенного их количества (у большинства народов — десяти) стали применять новый знак, например зарубку на другой палочке. Первым вычислительным устройством, в котором стал применяться этот метод, стал абак. Древнегреческий абак представлял собой посыпанную морским песком дощечку. На песке проводились бороздки, на которых камешками обозначались числа. Одна бороздка соответствовала единицам, другая — десяткам и т. д. Если в какой-то бороздке при счете набиралось более 10 камешков, их снимали и добавляли один камешек в следующий разряд. Римляне усовершенствовали абак, перейдя от песка и камешков к мраморным доскам с выточенными желобками и мраморными шариками.

По мере усложнения хозяйственной деятельности и социальных отношений (денежных расчетов, задач измерений расстояний, времени, площадей и т. д.) возникла потребность в арифметических вычислениях.

Для выполнения простейших арифметических операций (сложения и вычитания) стали использовать абак, а по прошествии веков — счеты.

Развитие науки и техники требовало проведения все более сложных математических расчетов, и в XIX веке были изобретены механические счетные машины — арифмометры. Арифмометры могли не только складывать, вычитать, умножать и делить числа, но и запоминать промежуточные результаты, печатать результаты вычислений и т. д.

В середине XIX века английский математик Чарльз Бэббидж выдвинул идею создания программно управляемой счетной машины, имеющей арифметическое устройство, устройство управления, а также устройства ввода и печати.

Аналитическую машину Бэббиджа (прообраз современных компьютеров) по сохранившимся описаниям и чертежам построили энтузиасты из Лондонского музея науки. Аналитическая машина состоит из четырех тысяч стальных деталей и весит три тонны.

Вычисления    производились Аналитической машиной в соответствии с инструкциями (программами), которые разработала леди Ада Лавлейс (дочь английского поэта Джорджа Байрона).

Графиню Лавлейс считают первым программистом, и в ее честь назван язык программирования АДА.

Программы записывались на перфокарты путем пробития в определенном порядке отверстий в плотных бумажных карточках. Затем перфокарты помещались в Аналитическую машину, которая считывала расположение отверстий и выполняла вычислительные операции в соответствии с заданной программой.

3) Развитие электронно-вычислительной техники. ЭВМ первого поколения

В 40-е годы XX века начались работы по созданию первых электронно-вычислительных машин, в которых на смену механическим деталям пришли электронные лампы. ЭВМ первого поколения требовали для своего размещения больших залов, так как в них использовались десятки тысяч электронных ламп. Такие ЭВМ создавались в единичных экземплярах, стоили очень дорого и устанавливались в крупнейших научно-исследовательских центрах.

В 1945 году в США был построен ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer — электронный числовой интегратор и калькулятор), а в 1950 году в СССР была создана МЭСМ (Малая Электронная Счетная Машина).

ЭВМ первого поколения могли выполнять вычисления со скоростью несколько тысяч операций в секунду, последовательность выполнения которых задавалась программами. Программы писались на машинном языке, алфавит которого состоял из двух знаков: 1 и 0. 

4) ЭВМ второго поколения

В 60-е годы XX века были созданы ЭВМ второго поколения, основанные на новой элементной базе — транзисторах, которые имеют в десятки и сотни раз меньшие размеры и массу, более высокую надежность и потребляет значительно меньшую электрическую мощность, чем электронные лампы. Такие ЭВМ производились малыми сериями и устанавливались в крупных научно-исследовательских центрах и ведущих высших учебных заведениях.

 В СССР в 1967 году вступила в строй наиболее мощная в Европе ЭВМ второго поколения БЭСМ-6 (Большая Электронная Счетная Машина), которая могла выполнять 1 миллион операций в секунду.

В БЭСМ-6 использовалось 260 тысяч транзисторов, устройства внешней памяти на магнитных лентах для хранения программ и данных, а также алфавитно-цифровые печатающие устройства для вывода результатов вычислений. Работа программистов по разработке программ существенно упростилась, так как стала проводиться с использованием языков программирования высокого уровня (Алгол, Бейсик и др.).

5) ЭВМ третьего поколения

Начиная с 70-х годов прошлого века, в качестве элементной базы ЭВМ третьего поколения стали использовать интегральные схемы. В интегральной схеме (маленькой полупроводниковой пластине) могут быть плотно упакованы тысячи транзисторов, каждый из которых имеет размеры, сравнимые с толщиной человеческого волоса.

ЭВМ на базе интегральных схем стали гораздо более компактными, быстродействующими и дешевыми. Такие мини-ЭВМ производились большими сериями и были доступными для большинства научных институтов и высших учебных заведений.

6) Персональные компьютеры

Развитие высоких технологий привело к созданию больших интегральных схем — БИС, включающих десятки тысяч транзисторов. Это позволило приступить к выпуску компактных персональных компьютеров, доступных для массового пользователя.

Первым персональным компьютером был Аррle II («дедушка» современных компьютеров Маcintosh), созданный в 1977 году. В 1982 году фирма IBM приступила к изготовлению персональных компьютеров IВМ РС («дедушек» современных IВМ-совместимых компьютеров).

Современные  персональные  компьютеры компактны и обладают в тысячи  раз  большим  быстродействием по сравнению с первыми персональными   компьютерами   (могут   выполнять несколько миллиардов операций в секунду).

7) Современные супер-ЭВМ

Это многопроцессорные комплексы, которые позволяют добиться очень высокой производительности и могут применяться для расчетов в реальном времени в метеорологии, военном деле, науке и т. д.

3. Выполнение тестовой работы.

Тестовую работу учащиеся выполняют за компьютером.

Вопросы теста:

1.     Какой предмет (предметы) являлись счетным эталоном у большинства народов в доисторические времена?

v  Пальцы

v  Счеты

v  Абак

2.     В древнем мире при счете большого количества предметов для обозначения определенного их количества применяли зарубку на палочке. Определите первое вычислительное устройство, в котором стал применяться этот метод.

v  Пальцы

v  Счеты

v  Абак

3.     Для выполнения простейших арифметических операций (сложения и вычитания) в доэлектронную эпоху использовали

v  Арифмометры

v  Счеты

v  Пальцы

4.     XIX веке были изобретены механические счетные машины

v  Компьютеры

v  Арифмометры

v  Счеты

5.     Программно управляемая счетная машина, имеющая арифметическое устройство, устройство управления, а также устройства ввода и печати была изобретена

v  Дж. Фон Нейманом

v  английским математиком Чарльзом Бэббиджем

v  леди Адой Лавлейс

6.     Первый программист

v  Дж. Фон Нейман

v  английский математик Чарльз Бэббидж

v  леди Ада Лавлейс

7.     Программы для Аналитическую машины Бэббиджа, записывались на

v  перфокарты

v  транзисторы

v  бумагу

8.     Основной элемент ЭВМ первого поколения:

v  транзистор

v  интегральная схема

v  Сверхбольшая интегральная схема (процессор)

v  электронные лампы.

9.     Основной элемент ЭВМ второго поколения:

v транзистор

v интегральная схема

v Сверхбольшая интегральная схема (процессор)

v электронные лампы

10.  Основной элемент ЭВМ третьего поколения:

v   транзистор

v  интегральная схема

v  Сверхбольшая интегральная схема (процессор)

v  электронные лампы

11.  Основной элемент персональных компьютеров

v   транзистор

v  интегральная схема

v  Сверхбольшая интегральная схема (процессор)

v  электронные лампы

12.  В 1945 году в США был построен

v  БЭСМ-6

v  ENIAC

v  МЭСМ.

13.  В 1950 году в СССР была создана

v  БЭСМ-6

v  ENIAC

v  МЭСМ.

14. В СССР в 1967 году вступила в строй наиболее мощная в Европе ЭВМ второго поколения

v  БЭСМ-6

v  ENIAC

v  МЭСМ.

4. Итоги урока.

Учащиеся отвечают на контрольные вопросы. 

• Почему современные персональные компьютеры в сотни раз меньше, но при этом в сотни тысяч раз быстрее ЭВМ первого поколения?
• Почему современные персональные компьютеры доступны для массового потребителя?

Оценки, полученные за тестовую работу, учащиеся выставляют в журнал.

Урок составлен по учебнику Н.Д. Угриновича (Информатика и ИКТ. Базовый уровень: учебник для 11 класса/  Н.Д. Угринович. – 3-е изд. – М. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2009.)