История развития средств вычислительной техники (Периоды развития математики)

Содержание:

ВВЕДЕНИЕ

Вопрос о возрасте человечества до сих пор не закрыт учеными. Есть несколько вполне научных теорий на этот счет. И, до тех пор, пока одна из них не получит неопровержимых доказательств, все они имеют право на существование и внимание. Но в одном мнения ученых сходятся – едва выделившись из естественной животной среды обитания и начав осознавать себя, люди встали перед задачами, решение которых требовало выполнения простейших вычислений.

В процессе развития перед человечеством вставали все более сложные задачи, решение которых подразумевало большое количество сложных расчетов, и люди стали задумываться об инструментах, которые облегчили бы выполнение таких вычислений и исключили ошибки, свойственные людям. Так начали появляться первые вычислительные устройства.

Современный человек имеет в своем распоряжении такие мощнейшие универсальные инструменты обработки как компьютеры. Компьютерная техника помогает человеку осуществлять структурирование, сортировку, обработку, использование, передачу, хранение различных видов информации. Сегодняшняя жизнь – как профессиональная, так и бытовая немыслима без микропроцессорных устройств. Однако при всей сложности своего устройства и непостижимости возможностей компьютеры пока по сути своей остаются вычислительными устройствами – инструментами, принцип работы которых основан на очень быстром выполнении всего двух операций – сложения и сравнения чисел.

Хотя компьютерная техника не так давно вошла в жизнь человеческого общества, она уже успела преобразовать все процессы социума до неузнаваемости. Люди имеют дело с компьютерными устройствами практически с самого рождения до конца жизни, поручая им решение многих повседневных задач. Поиск информации, оформление документа, создание и представление презентации, поиск оптимальных управленческих решений, разработка макета жилого дома, выполнение сложных математических расчетов – в каждом из этих вопросов человек может положиться на компьютер.

Развитие вычислительной техники сегодня – это очень стремительный процесс, характеризующийся частым появлением новых микропроцессорных устройств с новыми функциональными возможностями. Причем сложившаяся в последнее время практика такова, что устройства проходят испытания на стадии массового использования. Сложно не растеряться в таком быстро меняющемся мире.

Актуальность курсовой работы заключается в том, что изучение истории развития вычислительной техники позволит лучше понять принципы работы современных цифровых устройств и уловить тенденции их развития.

Объектом исследования курсовой работы является вычислительная техника.

Предметом исследования курсовой работы является история развития средств вычислительной техники.

Цель курсовой работы – изучение и анализ исторических аспектов появления и совершенствования вычислительных устройств и механизмов.

Задачи курсовой работы:

• изучить литературу и интернет - источники по теме;
• рассмотреть периодизацию развития средств ВТ;
• отследить направление развития ВТ на каждом временном этапе;
• уделить особенное внимание развитию аппаратного и программного обеспечения электронно-вычислительных машин;
• проанализировать результаты выполнения работы.

1. ИСТОРИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ВОЗНИКНОВЕНИЯ И РАЗВИТИЯ МАТЕМАТИКИ

1.1 Периоды развития математики

Математика – одна из интереснейших и наиболее востребованных наук, занимающих в системе человеческих знаний особое место. Являясь самостоятельной фундаментальной наукой, она предоставляет эффективные инструменты исследований и другим направлениям научных изысканий, находит широкое применение практически во всех областях человеческой деятельности.

Математика появилась и развивалась как естественная наука в ответ на необходимость выполнять ежедневные дела – вести учет товаров, измерять площади земельных участков, - математика прошла долгий и непростой путь развития.

Точное время появления начальных математических понятий о счете у разных народов неизвестно, но исследователи уверенно утверждают, что потребность сравнивать и считать разные величины появилась одновременно с началом развития человеческого общества.

Первоначальные представления о числе и форме историки науки относят к временам каменного века. Дошедшие до настоящего времени хорошо сохранившиеся глиняные таблички вавилонской библиотеки, датируемые периодом примерно 2000 до н.э., содержат таблицы умножения и квадратов чисел.

Одна из глиняных табличек с фрагментами таблицы умножения, найденные при раскопках Древней Месопотамии, представлена на рисунке 1.

Рисунок 1 – Глиняная табличка с фрагментами таблицы умножения

Выдающийся советский ученый, один из лучших математиков XX века академик А. Н. Колмогоров в статье для второго издания универсального справочника «Большая советская энциклопедия» систематизировал имеющиеся сведения об истории математики, выделив в ее истории четыре основных периода:

• период зарождения математики времен Древнего Египта и Вавилона. В этот период зародились начала геометрии и арифметика, появилась десятичная система счисления.
• этап элементарной математики с VI-V вв. до н.э. до конца XVI в. характеризуется дальнейшим развитием арифметики и геометрии, введением понятий иррациональных и отрицательных чисел, появлением и оформлением алгебры как численного исчисления. Именно в этот период получили свое начало численные методы отыскания и уточнения действительных корней уравнений, введены и изучены комплексные числа
• период создания математики переменных величин XVII – XVIII вв. Этот период А.Н.Колмогоров называет расцветом математики. Особенностью этого этапа математики является пик общих законов природы и их математическая интерпретация.
• период современной математики XIX – XX вв. – расширение математики, изучение возможных типов количественных отношений и пространственных форм. [17]

Многие выдающиеся ученые внесли свой вклад в развитие математики. Многие имена с детства знакомы каждому грамотному человеку. Изучение истории науки, творческих и личных биографий выдающихся людей является не только интересным, но и исключительно полезным занятием. Оно дает возможность увидеть большой человеческий труд, лежащий в основе каждого открытия, вдохновиться новыми идеями и понять, что «новое – это давно забытое старое», и что старые идеи в настоящее время могут найти свое совершенно неожиданное развитие.

1.2 Зарождение математики

О том, что математика как наука зародилась уже в древнем мире, свидетельствуют многие дошедшие до наших дней источники. Древние цивилизации Египта и Вавилона были очень высоко развиты по меркам своего времени.

В Древнем Египте были изобретены отдельные приемы арифметических вычислений, у египтян была собственная непозиционная система счисления (рисунок 2), в которой было даже число, обозначающее один миллион.[3]

Рисунок 2 – Древнеегипетская система счисления

В то же время египтянам приходилось обрабатывать много земли для получения урожаев, вести выпас скота на плодородных лугах. Жизнь ставила перед ними практические задачи по определению площадей посевных участков. Учеными найдены документы с советами по вычислению площадей и объёмов (рисунок 3).

Рисунок 3 Древнеегипетский папирус с формулой вычисления площади

В Вавилоне была изобретена десятично-шестидесятеричная система исчисления. Древние вавилоняне пользовались шестидесятеричными дробями и умели вычислять проценты за деньги, отданные в рост. [12]

На рисунке 4 представлены цифры десятично - шестидесятеричной системы счисления, которой люди пользуются до сих пор, полагая в часу по 60 минут, а в круге 360 градусов.

Рисунок 4 – Цифры вавилонской десятично - шестидесятеричной системы счисления

Колмогоров считал, что в эмпирических табличках вавилонян содержится зарождение понятия функции.

Большое развитие получили элементарные математические знания также в Древнем Китае и Индии.

1.3 Период элементарной математики

По периодизации Колмогорова – период элементарной математики продлился с VI-V вв. до н.э. до конца XVI века. В этот период произошел переход от бронзового века к железному, ускоривший технологическое развитие общества.

На этом этапе продолжение развития геометрии и арифметики постепенно привело к введению понятий иррациональных и отрицательных чисел, появлению и оформлению алгебры как численного исчисления.

Этому способствовало и расширение связей между древнегреческими государствами – мегаполисами и другими государствами Средиземеноморского бассейна.

В Древней Греции проявились естественно - научные школы с различными мировоззренческими платформами. Наиболее известные школы:

• ионийская;
• пифагорейская;
• афинская.[16]

Древнегреческий философ Аристотель писал, что «пифагорейцы стали первыми математиками».

Основателем и вдохновителем школы является знаменитый математик и геометр Пифагор (рисунок 5), который любое явление в жизни соотносил с числами.

Именно в этот период получили свое начало и развитие численные методы отыскания и уточнения действительных корней уравнений, были введены и изучены иррациональные и комплексные числа.

Рисунок 5 – Древнегреческий математик Пифагор

Знаменитыми математическими проблемами, исследовавшимися в античности, были:

• квадратура круга – задача о нахождении квадрата равновеликого кругу;
• удвоение куба – задача о вычислении ребра куба с объемом ровно вдвое заданного куба;
• трисекция угла – точное разделение произвольного угла на три равные части.

Решение этих задач, не имеющих прямых аналитических способов решения, способствовало появлению новых отраслей науки.

Зарождение формальной логики Аристотеля (рисунок 6) также оказало значительное влияние на развитие математики того периода. Аристотель систематизировал сложившиеся формы мышления, был основоположников принципов построения дедуктивной науки.[6]

Рисунок 6 – Аристотель

Другими известными математиками Античности являются Архимед, Евклид, Аполлоний и др.

Источник, излагавший первые системные сведения о математике, назывался «Начала». Авторство приписывали математику Евклиду. Но ни само сочинение, ни точная информация о том, существовал ли такой человек, до наших дней не дошли.

В первом веке нашей эры математические науки активно развивались на Ближнем Востоке. Особенно известен ученый аль Хорезми, который написал несколько трактатов по математике. Именно от сформулировал точные правила выполнения арифметических действий. В честь Хорезми в информатику пришел термин «алгоритм» - точное предписание порядка выполнения действий для решения поставленной задачи.

Европейские начала математики имеют не такие древние корни. Существенного развития математика в Европе получила в Средние века, особенно в эпоху Возрождения.

В двенадцатом-тринадцатом веках в Европе появились первые университеты, при этом математика в средневековых учебных заведениях считалась одним из семи свободных искусств.[11]

Эта эпоха характеризуется трудами таких известных математиков как Фибоначчи (Леонардо Пизанский), Лука Пачоли, Никола Коперник, Франсуа Виет.

1.4 Математика переменных величин

В период XVII – XVIII веков математика получила новый импульс развития, который охарактеризовался созданием математики переменных величин и функций.

В начале семнадцатого века уже было введено понятие логарифмов. Автором идеи выступил шотландский исследователь Джон Непер. На этом этапе , в период расцвета в Европе механики, начали повсюду возникать различные счетные устройства, такие как машина Шиккарда, арифмометр Паскаля.

В восемнадцатом веке на смену старой концепции плоской Земли, продержавшейся длительное время, пришла механика свободно падающих тел Галилео Галилея (рисунок 7), который тщательно изучал зависимость между расстоянием, скоростью и ускорением.[19]

Рисунок 7 – Галилео Галилей

Ученики Галилея, математики Э. Торричелли и Б. Кавальери изложили начала математического анализа.

Рене Декарт, Иоганн Кеплер, Пьер Ферма – имена великих математиков, творивших в указанный период.

1.5 Современная математика

Современная математика закрепляет и расширяет горизонты научных достижений прошлых веков.

В этот период работали такие яркие математики, как Нильс Абель, Эварист Галуа – автор теории групп, по трагической случайности не успевший ее опубликовать.

Огюстен Коши, Карл Гаусс, Жан Д’Аламбер, Якоб Бернулли, Готфрид Лейбниц – эти имена известны любому математику.

Карл Вейерштрасс (рисунок 8) развивал и доводил до совершенства науку о функциональных зависимостях.

Рисунок 8 – Карл Вейерштрасс

Георг Кантор развивает теорию иррационального числа и теорию множеств, Август Мебиус вводит однородные координаты, Жозеф Лиувилль издает «Журнал чистой и прикладной математики».Благодаря такой прочной базе математика продолжает развиваться и сегодня.

2. РАЗВИТИЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ В ДОКОМПЬЮТЕРНЫЙ ПЕРИОД

2.1 Периоды развития вычислительной техники

Развитие математики оказывало и оказывает значительное влияние на развитие средств вычислительной техники.

Специалисты отмечают следующие исторические этапы развития вычислительной техники:

• ручной этап – до середины семнадцатого века;
• механический этап – с середины семнадцатого века по девяностые годов девятнадцатого века;
• электромеханический этап – с девяностых годов девятнадцатого века по середину двадцатого века;
• электронный – с середины двадцатого века по настоящее время.[5]

Каждый период имеет свои особенности, и вычислительные инструменты каждого периода отвечали уровню научного развития современного ему общества в целом и уровню развития математики в частности.

В процессе развития различных видов деятельности задачи, стоящие перед человеком, постоянно усложнялись. Люди всегда, даже в самые древние времена, стремились изобрести устройства, которые помогли бы им решать эти задачи быстрее, проще и качественнее.

Не является исключением и выполнение различных вычислительных операций, которые также с развитием становились сложнее. Передавая часть функционала устройствам, человек решал сразу несколько задач:

• ускорение вычислительных процессов;
• избегание ошибок.

2.2 Ручной этап развития вычислительной техники

Самыми первыми инструментами для облегчения счета были естественными, люди использовали для счета пальцы рук (некоторые исследователи считают, что именно это стало основанием для появления в дальнейшем десятичной системой счисления), мелкие камешки, палочки и аналогичные предметы.

На основании дошедших до нашего времени материальных источников историки делают выводы, что древние люди использовали для выполнения примитивных вычислений и сохранения как его промежуточных, так и окончательных результатов узелки (узелковый счет) и дощечки с насечками. Вычислительные приспособления древних людей представлены на рисунке 9.

Рисунок 9 - Вычислительные приспособления древних людей

С развитием цивилизации появлялись и более сложные вычислительные устройства, при помощи которых возможно было реализовывать более сложные действия с высоким уровнем надежности и с высоким уровнем точности, а также на некоторое время сохранить результаты вычислений.[1]

Интересным является тот факт, что в разные времена у разных народов появлялись устройства близкие по принципу действия, хотя и различные по реализации.

Таким устройством является, например, простейший инструмент для выполнения арифметических операций абак. Классический абак представлял собой плоскую доску, в которой для счета использовались мелкие круглые камешки, расположенные в специальных желобках этой доски. Перемещая камешки в рамках желобков, люди и осуществляли вычисления. Один камешек обозначал одно число, или один десяток, или одну сотню и т.д. Такой абак использовали в Древней Греции и Древнем Риме.[14]

Классический абак представлен на рисунке 10.

Рисунок 10 – Древнегреческий абак

Современной науке известно несколько видов абаков. Например, китайский абак суаньпань, аналогичен по устройству древнегреческому, но в нем в роли чисел выступают костяные бусины, нанизанные на специальные спицы.

Китайский абак суаньпань представлен на рисунке 11.

Рисунок 11 - Китайский абак суаньпань

Подобное вычислительное устройство – юпана – найдено и на раскопках в местах проживания индейцев майя (рисунок 12).

Рисунок 12 – Абак индейцев майя – юпана

Свой абак использовался и в России – это всем известные русские счеты, которые просуществовали практически до конца двадцатого века, некоторое время сосуществуя с компьютерной техникой. Русские счеты представлены на рисунке 13.

Рисунок 13- Русские счеты

Возможностей устройств типа абака людям было достаточно для решения вычислительных задач в течение длительного периода.

Но развитие наук в средние века, введение в обиход иррациональных чисел, логарифмического и степенного исчислений поставило новые задачи, вычислительные проблемы стали более сложными.

В начале семнадцатого века шотландский математик Джон Непер предложил использовать для умножен6ия достаточно простое приспособление – палочки Непера.[7]

Это устройство позволяло с легкостью выполнить умножение и, при наличии некоторого навыка, также и деление. Палочки Непера и сегодня можно найти в продаже как игровое приспособление для обучения счету детей.

Палочки непера представлены на рисунке 14.

Рисунок 14 – Палочки Непера

Вслед за палочками Непера в первой половине семнадцатого века появились логарифмические линейки – высокоточные инструменты для инженерных расчетов, которые использовались инженерами вплоть до второй половины двадцатого века.

Логарифмическая линейка представлена на рисунке 15.

Рисунок 15 - Логарифмическая линейка

Еще одним ручным вычислительным приспособлением стали номограммы – специальные таблицы, которые позволяли вычислить значение мн6огих функций. Номограмма представлена на рисунке 16.

Рисунок 16 – Номограмма

2.3 Механический этап развития вычислительной техники

Развитие наук в средние века происходило очень активно. В Европе это было время расцвета технических наук – математики, астрономии, механики. Многие ученые в те времена были исследователями сразу в нескольких областях науки.

Именно к этому периоду, начиная с середины семнадцатого века, относится появление и развитие первых механических вычислительных устройств.

Первым таким устройством исторически можно считать вычислительные часы Вильгельма Шиккарада, которые он сконструировал в 1623 году. Механизм этих часов состоял из звездочек и шестеренок. Но об изобретении Шиккарда ничего не было известно до 1658 года, поэтому долгое время считалось, что первым арифмогметром стала вычислительная машина, изобретенная в 1642 году Блезом Паскалем.[13]

Считающие часы Шиккарда представлены на рисунке 17.

Рисунок 17 - Считающие часы Шиккарда

Первым реально популярным вычислительным устройством стала счетная машина Паскалина. Французский изобретатель Блез Паскаль разработал механическое устройство для облегчения профессиональных действий своего отца, которому приходилось выполнять сложные утомительные вычисления.

Машина Паскаля являлась механическим устройством, расположенном в небольшом ящичка с многочисленными связанными одна с другой шестеренками. Слагаемые вводились в машину при помощи поворота специальных наборных колесиков. Каждое счетное колесико имело деления, соответствующие цифрам от 0 до 9. При вводе числа колесики прокручивались до соответствующей цифры.

После завершения полного оборота колесико сдвигало на 1 разряд соседнее колесико, и таким образом можно было получить результаты сложения двух достаточно больших (до 9 999 999) чисел. также при помощи Паскалины можно было выполнить и сложение, хотя это было не очень удобно.[20]

Арифмометр Паскаля представлен на рисунке 18.

Рисунок 18 – Суммирующая машина Блеза Паскаля

Паскаль продолжал совершенствование своего счетного устройства в течение длительного времени, всего сконструировав за свою жизнь порядка пятидесяти таких устройств, получивших популярность и приобретенных в разные страны.

Еще одним знаковым устройством для своего времени стала аналитическая машина английского исследователя Чарлза Беббиджа (рисунок 19), значительно опередившая свое время.

Рисунок 19 – Чарлз Бэббидж

Имея опыт создания нескольких разностных вычислительных механизмов, в 1833 году Беббидж выдвинул идею создания программируемой вычислительной машины, которую он назвал аналитической. Машина, хоть и не была реализована при жизни изобретателя, стала прообразом современного компьютера.

Архитектура современного компьютера во многом похожа на архитектуру аналитической машины Бэббиджа. В аналитической машине Бэббидж предусмотрел следующие части: склад (store), фабрика или мельница (mill), управляющий элемент (control) и устройства ввода-вывода информации.[9]

Аналитическая машина Бэббиджа была смоделирована в конце восьмидесятых шагов, и оказалась полностью действующим механизмом. Аналитическая машина Бэббиджа представлена на рисунке 20.

Рисунок 20 - Аналитическая машина Бэббиджа

Бэббидж предполагал, что машина будет управляться при помощи программы, и его помощница Ада Лавлейс даже описала некоторые алгоритмические структуры – например, цикл.[2]

2.4 Электромеханический этап развития вычислительной техники

Электромеханический этап развития вычислительной техники – самый короткий этап в истории развития вычислительной техники. Продлился этот этап чуть более шестидесяти лет – девяностых годов девятнадцатого века до середины двадцатого. Он характеризуется периодом, когда люди начали активно использовать электричество в различных устройствах. Изобретатели вычислительных устройств также много экспериментировали с электричеством, в результате чего появились электромеханические реле.

Одним из самых популярных вычислительных устройств, изобретенных в этот период, стал табулятор, сконструированный американским изобретателем и статистиком Германом Холлеритом (рисунок 21).

Рисунок 21 – Табулятор Холлерита

Табулятор Холлерита был первым полностью автоматическим устройством, ввод информации в которое осуществлялся посредством перфокарт.

Вычислительная машина была с успехом использована во время переписи населения США и показала свою эффективность.[8]

3. КОМПЬЮТЕРНЫЙ ПЕРИОД РАЗВИТИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ В

3.1 Изобретение компьютера

Первая электронно-вычислительная машина была построена в феврале 1946 года. Это событие открыло новую эру в истории развития вычислительной техники.

Первый компьютер был построен в Соединенных Штатах Америки и предназначался для военных нужд – требовалось выполнять сложные расчеты артиллерийских таблиц. Раньше эту работу выполняли люди, но скорость их вычислений была ограничена, к тому же люди могут допускать ошибки в расчетах.

Первый компьютер был назван ENIAC (это аббревиатура от английской фразы «электронный числовой сумматор и вычислитель»). Первая ЭВМ представлена на рисунке 22.

Рисунок 22 – Первый компьютер ENIAC

Вес компьютера доходил до 30 тонн, но занимал помещение около 200 квадратных метров. Элементной базой первого компьютера служили вакуумные электронные лампы (в ENIAC их было около трех тысяч). Из-за того, что срок службы ламп был ограничен, они часто перегорали, что делало невозможной долгую бесперебойную работу компьютера. Но, несмотря на все недостатки и несовершенства, ENIAC стал настоящим чудом своего времени.[15]

У первой ЭВМ не было специальной памяти для размещения в ней выполняемой программы. Программирование ENIAC осуществлялось перекоммутированием разъемов на специальной коммутационной панели (рисунок 23), поэтому занимало много времени – иногда не один день.

Рисунок 23 – Коммутационная панель ENIAC

Первый компьютер выполнил задачу, для которой он был создан. Его использовали еще несколько лет для сложных вычислений (например, на нем были впервые смоделированы последствия ядерного взрыва).

Но главное, что показала эксплуатация ENIAC – высочайшую эффективность компьютеров и возможность обрабатывать с их помощью не только числовую информацию.

3.2 Принципы фон Неймана

В процессе эксплуатации первой электронно-вычислительной машины за ее работой наблюдали многие специалисты. Группа ученых под руководством математика Джона фон Неймана по результатам наблюдений представила аналитический доклад, в котором были изложены взгляды о том, как в перспективе должен быть устроен компьютер и принципы его функционирования (принципы фон Неймана).[10]

Ученые предположили, что компьютер должен состоять из центрального устройства и внешних (периферийных) устройств. В состав центрального устройства входят процессор, состоящий в свою очередь из устройства управления, арифметико-логического устройства и постоянного запоминающего устройства, и оперативное запоминающее устройство. Внешние (периферийные) устройства – это устройства ввода/ вывода информации для обеспечения удобного интерфейса взаимодействия пользователя с компьютером. Архитектура фон Неймана представлена на рисунке 24.

Рисунок 24 – Архитектура фон Неймана

Основные принципы, сформулированные группой фон Неймана, декларировали:

• компьютер должен работать в двоичной системе счисления;
• программа для выполнения должна помещаться в специальный отдел памяти компьютера - оперативную память;
• для хранения программ и данных следует использовать внешнюю долговременную память;
• программный код и данные должны быть представлены в унифицированном виде и передаваться между устройствами по единым каналам.[18]

Принципы и архитектура фон Неймана актуальны и сегодня. Большин6ство персональных компьютеров устроены согласно этой архитектуре. Унификация передаваемых данных и магистрально-модульный принцип построения компьютера позволили создать компьютер, который пользователь может оснащать необходимыми устройствами по своему усмотрению. Магистрально - модульный принцип построения компьютера, регламентирующий передачу данных пи программ между устройствами по системной шине (системной магистрали), представлен на рисунке 25.

Рисунок 25 - Магистрально - модульный принцип построения компьютера

3.3 Поколения ЭВМ

Со времени изобретения компьютеров прошло не так много времени, но сменилось уже несколько поколений компьютеров. Некоторые исследователи выделяют четыре поколения компьютеров, другие – пять.

В основе деления ЭВМ на поколения лежат некоторые классифицирующие признаки, к которым обычно относят:

• элементную базу;
• быстродействие компьютера;
• объем оперативной памяти;
• состав программного обеспечения.[4]

Характеристики поколений ЭВМ представлены на рисунке 26.

Рисунок 26 - Характеристики поколений ЭВМ

Нет строгой границы между поколениями компьютеров, так как развитие микропроцессорной техники идет непрерывно.

Типичные представители компьютеров разных поколений представлены на рисунках 27 – 31.

Рисунок 27 – Компьютер первого поколения

Рисунок 28 - Компьютер второго поколения

Рисунок 29 - Компьютер третьего поколения

Рисунок 30 - Компьютер четвертого поколения

Рисунок 31 - Компьютеры пятого поколения

Анализ таблицы с характеристиками и фотографий компьютеров разных поколений показывает, что на фоне миниатюризации самих устройств их производительность и вычислительные мощности возрастают.

3.4 Перспективы развития вычислительной техники

В настоящее время разработчики аппаратного и программного обеспечения компьютерной техники рассматривают возможности как развития уже имеющихся традиционных технологий, так и использования новых подходов.

Например, сегодня уже стало нормой использование облачных решений – технологии, которая позволяет потребителю получить необходимые вычислительные мощности удаленно по заказу. Такой подход позволяет потребителю сэкономить на развертывании и содержании IT-инфраструктуры, не волноваться по поводу своевременного обновления лицензий на программное обеспечение, оплачивать только потребленные услуги. Типы услуг современных облачных технологий, представлены на рисунке 32.

Рисунок 32 – Типы услуг облачных вычислений

В качестве поиска новой элементной базы для компьютеров следующих поколений рассматриваются квантовые и молекулярные компьютеры. При этом прототип квантового компьютера уже разработан. Изменение элементной базы в этом направлении позволит существенно увеличить скорость работы компьютера, достаточно высокую и сегодня. Это означает – новые возможности, новые функции.

Перспективными направлениями развития вычислительной техники являются:

• искусственный интеллект;
• Big Date – большие данные;
• машинное обучение;
• умный дом;
• Интернет вещей.

Эти и другие гениальные изобретения стремительно входят в жизнь современного человека и делают ее удобнее и интереснее.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

История развития средств вычислительной техники, изученная в ходе выполнения курсовой работы, наглядно показывает, что это развитие всегда было ответом на практические нужды общества и развивалось в соответствии с развитием социума.

Изобретать вычислительные устройства, которые могли бы упростить процесс математических расчетов, а позже – и автоматизировать их, люди начали с самых древних времен.

В рамках курсовой работы представлены четыре исторических периода развития средств вычислительной техники:

• ручной этап;
• механический этап;
• электромеханический этап;
• электронный этап.

На каждом из этапов были изобретены специальные устройства для выполнения вычислений, а также сохранения промежуточных и окончательных результатов. Функции вычислительных устройств от этапа к этапу совершенствовались, к возможным ранее добавлялись новые действия.

Изобретение компьютеров в середине двадцатого века совершило революцию в вычислительных технологиях. Компьютер де факто стал универсальным обработчиком информации и используется во всех сферах жизнедеятельности общества. За время, прошедшее после создания первого компьютера, микропроцессорная техник получила очень большое развитие. Специалисты отмечают смену нескольких поколений компьютеров.

Вычислительная техника развивается и сегодня, постоянно предоставляя человеку все новые и новые вычислительные мощности.

Цель курсовой работы достигнута, задачи реализованы.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Апокин И. А. История вычислительной техники. - М.: Наука , 2012. - 264 с.
2.  Балашов Е.П., Частиков А.П. Эволюция вычислительных систем. - М.: Знание, 2011. – 311 с.
3. Гейтс Б. Дорога в будущее / Пер. с англ. - М.: Channel Trading Ltd, 1996. – 429 с.
4. Глушков В. М. Кибернетика. Вопросы теории и практики. - М.: Наука, 2016. -215 с.
5. Дорфман В.Ф., Иванов Л.В. ЭВМ и ее элементы. Развитие и оптимизация. - М.: Радио и связь, 2011. – 398 с.
6. Знакомьтесь: компьютер / Пер. с англ. Под ред. В.М.Курочкина. - М.:Мир, 2012. – 126 с.
7. Зубрилин А. А. Факультативные занятия по теме «История развития вычислительной техники» // Информатика и образование. – 2012, № 4. - с. 2 - 12.
8. Ицкович Э. Л. История развития отечественных вычислительных средств автоматизации // Промышленные АСУ и контроллеры. – 2017, №6. - с. 57 - 60.
9. Ким А. К. От истоков к перспективам вычислительной техники // История науки и техники. – 2008, № 5. - с. 2 - 4.
10. Курылева И. Когда машины были большими // Наука и жизнь. – 2003. - № 11. - с. 88-91.
11. Малиновский Б.Н. История вычислительной техники в лицах. - К.: КИТ, 2001. 218 с.
12. Минский М. На пути к созданию искусственного разума. - М.:Мир, 2010. – 324 с.
13. Норенков И. П. Краткая история вычислительной техники и информационных технологий. - М.:Новые технологии, 2015. - 32 с.
14. Ветров Д.П., Кропотов Д.А. Байесовские методы машинного обучения, учебное пособие по спецкурсу, 2007. Файлы BayesML-2007-textbook-1.pdf, BayesML-2007-textbook-2.pdf на вики-ресурсе MachineLearning.ru.
15. История и методология прикладной математики: Учебное пособие/ Науч. ред. А.В. Баев. Под общ. ред. В.В. Русанова. – М.: Издательский отдел факультета ВМиК МГУ им. М.В. Ломоносова, 2004. – 244 с.
16. Кирилли Т. Математика. 50 идей, о которых нужно знать. — Пер. с англ. Ш. Мартыновой. — М.: Фантом Пресс, 2014. — 208 с.
17. Колмогоров А.Н. Математика в ее историческом развитии / Под ред. В. А. Успенского.- М.: Наука, 1991. - 224 с.
18. Нейронные сети: история развития теории. / Под общей ред. А.И. Галушкина, Я.З. Цыпкина.- М.: ИПРЖР, 2001. – 840 с.
19. Теория вероятностей и математическая статистика. В 2 ч. Часть 1. Теория вероятностей: учебник для вузов. - М.: Издательство Юрайт, 2016. — 264 с.
20. Николенко С. Самообучающиеся системы и нечеткая логика. Файл https://logic.pdmi.ras.ru/~sergey/teaching/borland06/ml-fuzzy.pdf
21. Перевод статьи Linda Otmani et Abdelkader Benyettou. Les réseaux neuro-bayésiens appliqués à la reconnaissance de la parole. - International Conference on Electrical Engineering and Automatic Control 2013. – Элетронный ресурс. url - http://masters.donntu.org/2014/fknt/brynza/library/otmani_2013.html, дата обращения 02.12.2017.