Готовая презентация · 6 слайдов

Первое поколение ЭВМ: рождение цифровой эры

В середине XX века вычислительная техника совершила исторический переход от механических арифмометров к электронным машинам. Первое поколение электронно-вычислительных машин (1940-е — конец 1950-х годов) открыло эпоху автоматических цифровых вычислений на основе электронных вакуумных ламп и определило развитие компьютерных технологий на десятилетия вперед. Период — 1940-е — конец 1950-х гг. Главный компонент — Электронная вакуумная лампа

Первый слайд: Первое поколение ЭВМ: рождение цифровой эрыСмотреть слайды

Готовая презентация

6 слайдов · PDF и PowerPoint

Скачать PDFСкачать PowerPoint

Бесплатно после входа.

Собрать свою презентацию по этой теме →

В этой презентации

Слайд 2Элементная база: электронная вакуумная лампаСлайд 3Принципы архитектуры Джона фон НейманаСлайд 6Как программировали первые компьютеры

Слайды и пояснения

Показать план

План презентации

  1. Первое поколение ЭВМ: рождение цифровой эры
  2. Элементная база: электронная вакуумная лампа
  3. Принципы архитектуры Джона фон Неймана
  4. Легендарный гигант: американская ЭВМ ENIAC
  5. Отечественный прорыв: МЭСМ и БЭСМ С. А. Лебедева
  6. Как программировали первые компьютеры

1. Первое поколение ЭВМ: рождение цифровой эры

В середине XX века вычислительная техника совершила исторический переход от механических арифмометров к электронным машинам. Первое поколение электронно-вычислительных машин (1940-е — конец 1950-х годов) открыло эпоху автоматических цифровых вычислений на основе электронных вакуумных ламп и определило развитие компьютерных технологий на десятилетия вперед. Период — 1940-е — конец 1950-х гг. Главный компонент — Электронная вакуумная лампа

Подсказка для выступления

Здравствуйте! Сегодня мы перенесемся в середину XX века и узнаем, как зародилась цифровая эра. Первое поколение компьютеров — это эпоха гигантских ламповых машин, которые занимали целые залы, потребляли энергию как небольшие заводы, но именно они впервые доказали, что сложные вычисления можно автоматизировать.

2. Элементная база: электронная вакуумная лампа

Элементная база: электронная вакуумная лампа

Основой логических схем и оперативной памяти машин первого поколения стали радиолампы — диоды и триоды. • Принцип работы: управление потоком электронов в вакууме позволяло лампам работать в качестве быстрых переключателей (наличие тока означало «1», отсутствие — «0»). • Преимущество: скорость переключения логических состояний в тысячи раз превышала быстродействие электромеханических реле. • Проблемы: лампы имели высоту около 7 см, сильно нагревались и требовали принудительного охлаждения. В машинах из 15–20 тысяч ламп одна из них перегорала каждые 7–10 минут. Высота лампы — ~7 см Число ламп в ЭВМ — до 20 000 шт. Время между отказами — 7–10 минут

Подсказка для выступления

Сердцем каждого компьютера первого поколения была стеклянная радиолампа. Она работала как сверхбыстрый переключатель без движущихся частей: если через лампу идет ток — это единица, если заперта — ноль. Но лампы очень сильно нагревались и перегорали. Инженерам приходилось непрерывно ходить по машинному залу и менять вышедшие из строя элементы.

3. Принципы архитектуры Джона фон Неймана

Принципы архитектуры Джона фон Неймана

В 1945 году американский математик Джон фон Нейман с коллегами сформулировал базовые принципы построения универсальных ЭВМ, определившие облик компьютеров: • Принцип хранимой программы: инструкции программы и числовые данные хранятся в единой памяти в двоичной форме. • Принцип адресности памяти: память разделена на пронумерованные ячейки, к которым процессор обращается напрямую по адресу. • Базовая структура: процессор (арифметико-логическое устройство и устройство управления), оперативная память и устройства ввода-вывода. УУ — Устройство управления АЛУ — Арифметика и логика Память — Команды и числа вместе

Подсказка для выступления

До Джона фон Неймана компьютер собирали под одну конкретную задачу или переключали сотни проводов вручную. Фон Нейман предложил гениальную идею: хранить команды программы и сами числа в одной общей памяти. Компьютер стал универсальным: чтобы сменить задачу, достаточно было просто загрузить в память новую программу.

4. Легендарный гигант: американская ЭВМ ENIAC

Легендарный гигант: американская ЭВМ ENIAC

Созданный в 1946 году в Пенсильванском университете Джоном Моучли и Джоном Преспером Эккертом, ENIAC стал первым широко известным электронным компьютером: • Масштаб: включал около 18 000 электронных ламп и 1500 реле, занимал площадь свыше 120 м², весил 30 тонн и потреблял 150 кВт энергии. • Производительность: выполнял до 5 000 операций сложения в секунду — расчет, требовавший у математика нескольких месяцев, машина делала за часы. • Применение: первоначально проектировался для расчета баллистических таблиц артиллерии, а затем использовался в ядерных исследованиях и прогнозировании погоды. Год запуска — 1946 г. Вес — 30 тонн Элементы — 18 000 ламп Быстродействие — 5 000 оп/с

Подсказка для выступления

Самый знаменитый символ первого поколения — американский ENIAC. Цифры поражают: 30 тонн веса, 18 тысяч ламп и потребление 150 киловатт. Рассказывали, что при его включении в Филадельфии слегка тускнели уличные фонари. Зато расчет траектории снаряда, занимавший у человека 20 часов, ENIAC выполнял за 30 секунд.

5. Отечественный прорыв: МЭСМ и БЭСМ С. А. Лебедева

Отечественный прорыв: МЭСМ и БЭСМ С. А. Лебедева

Советские ученые создали независимую и мощную школу вычислительной техники: • МЭСМ (1951 г., Киев): создана под руководством академика Сергея Алексеевича Лебедева; стала первой действующей ЭВМ с хранимой программой в СССР и континентальной Европе (содержала 6 000 ламп, быстродействие — 50 оп/с). • БЭСМ (1953 г., Москва): Быстродействующая электронная счетная машина с производительностью до 8–10 тысяч операций в секунду, ставшая одной из мощнейших в Европе. • Значение: отечественные ламповые ЭВМ обеспечили расчеты для атомной энергетики, ракетостроения и освоения космоса. МЭСМ — 1951 г. (Киев) БЭСМ — 1953 г. (Москва) Главный конструктор — Акад. С. А. Лебедев

Подсказка для выступления

В нашей стране вычислительную технику создавали параллельно с ведущими мировыми лабораториями. Академик Сергей Алексеевич Лебедев разработал МЭСМ — первую в СССР и континентальной Европе ламповую машину с хранимой программой. За ней последовала мощная БЭСМ, на которой рассчитывались сложнейшие задачи для ракетно-космической программы.

6. Как программировали первые компьютеры

Как программировали первые компьютеры

Работа за компьютером первого поколения требовала глубоких инженерных знаний и прямого ручного управления: • Языки программирования: мониторов, операционных систем и компиляторов не существовало — команды записывались непосредственно в двоичных машинных кодах. • Ввод данных: использовались картонные перфокарты со специальными просечками отверстий, бумажные перфоленты и переключение штекеров на наборных панелях. • Вывод информации: данные печатались на телетайпных лентах или фиксировались на фотопленку с экранов электронно-лучевых индикаторов. • Роль человека: программист сам готовил колоду перфокарт, загружал ее в считыватель и лично дежурил у пульта во время выполнения задачи. Носитель — Перфокарты и перфоленты Язык — Двоичный машинный код Вывод — Печать на телетайпе

Подсказка для выступления

В те годы не было ни мониторов, ни мышек, ни привычных языков программирования. Программист писал алгоритм в виде цепочек нулей и единиц, а затем специальным станком пробивал отверстия на плотных картонных перфокартах. Ошибка в одной цифре означала, что всю пачку перфокарт приходилось перепробивать заново.

Источники