Портфоліо Савельєвої Т.О. з теми "Покоління комп’ютерів та їхні ознаки"

Назва проекту

ПОКОЛІННЯ КОМП’ЮТЕРІВ ТА ЇХ ОЗНАКИ (Основи інформатики).

Основний та другорядні (дотичні) навчальні предмети

Інформатика

Навчальні цілі

- ознайомити учнів з періодизацією розвитку електронних обчислювальних машин;

- виховувати культуру поведінки, бережливе ставлення до комп’ютерної техніки, майна школи;

- сприяти розвитку уваги, мислення, пам’яті.

Вік учнів, клас

12-13 років, 7 клас

Стислий опис проекту

«Основи інформатики. 7 клас»: тема «"Покоління комп’ютерів та їхні ознаки" ». Вчитель викладає стисло про кожне покоління комп'ютерів. Потім учні за вказівками вчителя діляться на групи, і кожна група готує невеликий доклад по одному з поколінь розвитку комп'ютерів. Учні самостійно працюють та шукають інформацію в Інтернеті.

Учні готують доклади у вигляді презентацій та презентують їх на наступному уроці

Перегляд відеоматеріалів.

ВІДЕО 1

ВІДЕО 2

Повний План вивчення теми

В розвитку обчислювальної техніки звичайно виділяють декілька поколінь ЕОМ :на електронних лампах (40-х-початок 50-х років), дискретных напівпровідникових приладах (середина 50-х-60-ті роки), інтегральних мікросхемах (в середині 60-х років).

IV. Закріплення одержаних знань. 1) Назвіть імена вчених – засновників інформатики. 2) Що таке аналітична машина Бебіджа і коли вона була створена? 3) Чим відрізняється ЕОМ від механічних лічильних машин? 4) Назвіть і опишіть покоління ЕОМ? 5) Назвіть відомі вам галузі застосування ЕОМ.

V. Підведення підсумків Отже, сьогодні на уроці ми з вами ознайомилися з історією розвитку комп’ютерної техніки, познайомились із поколіннями ЕОМ, а також розглянули галузі застосування комп’ютерів у наш час.

Поява ЕОМ чи комп'ютерів - одна з істотних візьме сучасної науково-технічної революції. Широке поширення комп'ютерів призвело до того, що все більше число людей стало знайомитися з основами обчислювальної техніки, а програмування поступово перетворилося на елемент культури. Перші електронні комп'ютери з'явилися в першій половині XX століття. Вони могли робити значно більше механічних калькуляторів, які лише складали, вичитали, і збільшували. Це були електронні машини, здатні вирішувати складні завдання.

Крім того, вони мали дві відмінні риси, якими попередні машини не мали:

Одна з них полягала в тому, що вони могли виконувати певну послідовність операцій за заздалегідь заданою програмою або послідовно вирішувати завдання різних типів.

Здатність зберігати інформацію в спеціальній пам'яті. Покоління перше. Комп'ютери на електронних лампах.

Комп'ютери на основі електронних ламп з'явилися в 40-х роках XX століття. Перша електронна лампа - вакуумний діод - була побудована Флемінгом лише в 1904 році, хоча ефект проходження електричного струму через вакуум був відкритий Едісоном у 1883 році.

Незабаром Лі де Форрест винаходить вакуумний тріод - лампу з трьома електродами, потім з'являється газо електронна лампа - тиратронні, пятіелектродная лампа - пентод і т. д. До 30-х років електронні вакуумні й газонаповнені лампи використовувалися головним чином в радіотехніці. Але в 1931 році англієць Вінні-Вільямс побудував (для потреб експериментальної фізики) тиратронні лічильник електричних імпульсів, відкривши тим самим нову область застосування електронних ламп. Електронний лічильник складається з ряду тригерів. Тригер, винайдений М. А. Бонч-Бруєвич (1918) і - незалежно - американцями У. Ікклзом і Ф. Джорданом (1919), містить 2 лампи і в кожний момент може перебувати в одному з двох стійких станів; він представляє собою електронне реле . Подібно електромеханічного, воно може бути використано для зберігання однієї двійкової цифри. Детальніше про електронну лампі тут.

Використання електронної лампи в якості основного елемента ЕОМ створювало безліч проблем. Через те, що висота скляній лампи - 7см, машини були величезних розмірів. Кожні 7-8 хв. одна з ламп виходила з ладу, а так як в комп'ютері їх було 15 - 20 тисяч, то для пошуку і заміни пошкодженої лампи було потрібно дуже багато часу. Крім того, вони виділяли величезну кількість тепла, і для експлуатації "сучасного" комп'ютера того часу були потрібні спеціальні системи охолодження.

Щоб розібратися в заплутаних схемах величезного комп'ютера, потрібні були цілі бригади інженерів. Пристроїв введення в цих комп'ютерах не був, тому дані вносилися в пам'ять за допомоги з'єднання потрібного штеккер з потрібним гніздом.

Прикладами машин I-го покоління можуть служити Mark 1, ENIAC, EDSAC (Electronic Delay Storage Automatic Calculator), - перша машина з збереженої програмою. UNIVAC (Universal Automatic Computer). Перший примірник Юнівака був переданий в Бюро перепису населення США. Пізніше було створено багато різних моделей Юнівака, які знайшли застосування в різних сферах діяльності. Таким чином, Юнівак став першим серійним комп'ютером. Крім того, це був перший комп'ютер, де замість перфокарт використовувалася магнітна стрічка. Покоління друге. Транзисторні комп'ютери.

1 липня 1948 на одній зі сторінок "Нью-Йорк Таймс", присвяченій радіо і телебаченню, було вміщено скромне повідомлення про те, що фірма "Белл телефон Лабораторіз" розробила електронний прилад, здатний замінити електронну лампу. Фізик-теоретик Джон Бардін і ведучий експериментатор фірми Уолтер Брайттен створили перший діючий транзистор. Це був точково-контактний прилад, в якому три металевих "вусики" контактували з бруском з полікристалічного германію.

Перші комп'ютери на основі транзисторів з'явилися у кінці 50-х років, а до середини 60-х років були створені більш компактні зовнішні пристрої, що дозволило фірмі Digital Equipment випустити в 1965 р. перший міні-комп'ютер PDP-8 розміром з холодильник (!! ) і вартістю всього 20 тис. доларів (!!).

Створенню транзистора передувала наполеглива, майже 10-річна робота, яку ще в 1938 році почав фізик теоретик Вільям Шоклі. Застосування транзисторів в якості основного елемента в ЕОМ призвело до зменшення розмірів комп'ютерів у сотні разів і до підвищення їх надійності.

І все-таки самою дивовижною здатністю транзистора є те, що він один здатний трудитися за 40 електронних ламп і при цьому працювати з більшою швидкістю, виділяти дуже мало тепла і майже не споживати електроенергію. Одночасно з процесом заміни електронних ламп транзисторами вдосконалювалися методи зберігання інформації. Збільшився обсяг пам'яті, а магнітну стрічку, вперше застосовану в ЕОМ Юнівак, почали використовувати як для введення, так і для виводу інформації. А в середині 60-х років набуло поширення зберігання інформації на дисках. Великі досягнення в архітектурі комп'ютерів дозволило досягти швидкодії в мільйон операцій за секунду! Прикладами транзисторних комп'ютерів можуть послужити "Стретч" (Англія), "Атлас" (США). У той час СРСР йшов у ногу з часом і випускав ЕОМ світового рівня (наприклад "БЕСМ-6"). Покоління третє. Інтегральні схеми.

Подібно до того, як поява транзисторів призвело до створення другого покоління комп'ютерів, поява інтегральних схем ознаменувало собою новий етап у розвитку обчислювальної техніки - народження машин третього покоління. Інтегральна схема, яку також називають кристалом, являє собою мініатюрну електронну схему, витравлених на поверхні кремнієвого кристала площею близько 10 мм2. Детальніше про інтегральних схемах тут.

Покоління комп'ютерів

Перші інтегральні схеми (ІС) з'явилися в 1964 році. Спочатку вони використовувалися тільки в космічній і військовій техніці. Зараз же їх можна виявити де завгодно, включаючи автомобілі і побутові прилади. Що ж стосується комп'ютерів, то без інтегральних схем вони просто немислимі!

Поява ІС означало справжню революцію в обчислювальній техніці. Адже вона одна здатна замінити тисячі транзисторів, кожний з яких у свою чергу вже замінив 40 електронних ламп. Іншими словами, один крихітний кристал має такі ж обчислювальними можливостями, як і 30-тонний ЕНІАК! Швидкодія ЕОМ третього покоління зросло в 100 разів, а габарити значно зменшилися.

До всіх достоїнств ЕОМ третього покоління додалося ще й те, що їх виробництво виявилося дешевше, ніж виробництво машин другого покоління. Завдяки цьому, багато організацій змогли придбати і освоїти такі машини. А це, у свою чергу, призвело до зростання попиту на універсальні ЕОМ, призначені для вирішення різних завдань. Більшість створених до цього ЕОМ були спеціалізованими машинами, на яких можна було вирішувати завдання якогось одного типу. Покоління четверте. Великі інтегральні схеми.

Ви вже знаєте, що електромеханічні деталі рахункових машин поступилися місцем електронним лампам, які в свою чергу поступилися місцем транзисторам, а останні - інтегральних схем. Могло створиться враження, що технічні можливості ЕОМ вичерпані. Справді, що ж можна ще придумати?

Щоб отримати відповідь на це питання, давайте повернемося до початку 70-х років. Саме в цей час була зроблена спроба з'ясувати, чи можна на одному кристалі розмістити більше однієї інтегральної схеми. Виявилося, можна! Розвиток мікроелектроніки призвело до створення можливості розміщувати на одному-єдиному кристалі тисячі інтегральних схем. Так, вже в 1980 році, центральний процесор невеликого комп'ютера виявився можливим розмістити на кристалі, площею всього в чверть квадратного дюйма (1,61 см2). Почалася епоха мікрокомп'ютерів.

Яке ж швидкодію сучасної мікроЕОМ? Воно в 10 разів перевищує швидкодію ЕОМ третього покоління на інтегральних схемах, в 1000 разів - швидкодію ЕОМ другого покоління на транзисторах та в 100000 разів - швидкодія ЕОМ першого покоління на електронних лампах.

Далі, майже 40 років тому комп'ютери типу Юнівак коштували близько 2,5 млн. доларів. Сьогодні ж ЕОМ зі значно більшою швидкодією, більш широкими можливостями, більш високою надійністю, істотно меншими габаритами і простіша в експлуатації коштує приблизно 2000 доларів. Кожні 2 роки вартість ЕОМ знижується приблизно в 2 рази.

Дуже велику роль у розвитку комп'ютерів зіграли дві нині гігантські фірми: Microsoft ® і Intel ®. Перша з них дуже сильно вплинула на розвиток програмного забезпечення для комп'ютерів, друга ж стала відома завдяки випускається їй кращим мікропроцесорах. Порівняння різних поколінь комп'ютерів.

Під час розвитку комп'ютерів чітко окреслилася тенденція до зменшення розмірів і збільшення продуктивності. Чим більше вдосконалювалася елементна база комп'ютерів, тим менше і швидше вони ставали. Це можна показати на прикладі следуюшего порівняння та таблиці:

ENIAC був розміром з цілий будинок і важив 30 т.

На його створення витратили 0,5 млн. доларів.

Він споживав 200 кВт енергії.

Лампа виходила з ладу кожні 7-8 хвилин.

Він міг скласти два числа за 3 мск.

Кристал ІС менше і тонше контактної лінзи.

Він коштує менше 5 доларів.

Він споживає незначну кількість енергії.

Він майже не ламається.

Він може скласти 2 числа за 0,1 мск. Характеристика Покоління Перше Друге Третє Четверте Роки примения 1946-1960 1950-1964 1964-1970 1970-1990-e Основний елемент Електронна лампа Транзистор Інтегральна схема Велика інтегральна схема Кількість ЕОМ у світі, шт Сотні Тисячі Сотні тисяч Десятки мільйонів Розміри

Дуже великі

(ENIAC, UNIVAC, EDSAC) Значно менші Мінікомп'ютери Мікрокомп'ютери Бистротдействіе 1 (умовно) 10 1 000 100 000 Носій інформації Перфорована стрічка Магнітний диск, м. стрічка Диск Гнучкий диск

Навчальні цілі та очікувані результати навчання учнів

У

Діяльність учнів та вчителя

1. Вчитель ділить клас на групи, котрі будуть опрацьовувати свій розділ теми.

Група 1: І покоління комп'ютерів.

Група 2: ІІ покоління комп'ютерів.

Група 3: ІІІ покоління комп'ютерів.

Група 4: IV покоління комп'ютерів.

2. Вчитель надає учням перелік сайтів, на яких можна знайти необхідну інформацію по темі.

4. Учні шукають цікаву та корисну інформацію в мережі та створюють презентації.

5. У заключній частині учні демонструють та представляють самостійно створені ними проекти. Інші групи учнів оцінюють їх роботу.

Колективна робота:

Перегляд учнями презентацій та відеоматеріалів, пов'язаних з темою.

Діяльність учителя

   До початку проекту учитель знайомить батьків та учнів з перевагами методу проектів, використовуючи для цього буклет.
   На протязі виконання проекту учитель виступає в ролі консультанта, координуючи діяльність кожної групи і в разі необхідності окремих учнів.
   Наприкінці проекту учитель організовує захист дітьми своїх проектів.

Відомості про автора

Ім'я, прізвище

Тетяна Савельєва

Фах, навчальний предмет

Вчитель англійської мови та інформатики.

Навчальний заклад

Загальноосвітня школа №92

Місто\село, район, область

м.Одесса

Контактні дані

savelyeva1984@gmail.com

Відомості про тренінг

Дати проведення тренінгу

13-17 серпня 2012 р.

Місце проведення тренінгу

Одеська ЗОШ № 92

Тренери

Тишина Світлана Кузьмівна, Савельєва Тетяна Олегівна