Konspekt lekcji

Temat: Historia komputerów.

Czas: 90` (2x45`)

Cele lekcji:

a) wiadomości i ich rozumienie
uczeń zdefiniuje cel skonstruowania pierwszego komputera
uczeń wymieni generacje komputerów
uczeń opisze każdą z generacji

b) umiejętności

 
uczeń będzie umiał określić rok rozpoczęcia ery komputeryzacji
uczeń będzie umiał wymienić dziedziny stosowania komputerów

Metody: pogadanka, elementy wykładu, prezentacja

Środki dydaktyczne: zestaw komputerowy + oprogramowanie, podręcznik, tablice poglądowe

PLAN LEKCJI:

PRZEBIEG LEKCJI:

rozwinięcie punktu czwartego

1. Omówienie przez nauczyciela nowego tematu lekcji

Komputery czyli maszyny liczące mają więcej lat niż na ogół się przypuszcza, za przodków komputerów bowiem uznać należy wszystkie urządzenia służące do liczenia. Już około 2600 roku p.n.e stosowano pierwsze liczydła zwane abakusami.

Wielkie systemy

Pod koniec i tuż po zakończeniu II wojny światowej trwały intensywne prace nad budową i oprogramowaniem pierwszych komputerów. Budowane one były w pojedynczych egzemplarzach i wykorzystywane do potrzeb militarnych. W końcu lat czterdziestych kilka firm specjalizujących się dotąd w różnego rodzaju urządzeniach precyzyjnych - mechanicznych i elektromechanicznych zabrało się za projektowanie i produkcję "mózgów elektronicznych". Obok IBM komputery zaczęły budować firmy: Remington Rand, Sperry Gyroscope, Burroughs, General Electric. Najsłynniejszą firmą tego pionierskiego okresu stała się spółka dwóch twórców ENIACA Eckert-Mauchly Computer Corporation. ENIAC powstał w 1946 roku. Składał się on z ponad 18 tys lamp elektronowych, 1.500 przekaźników, ważył 30 ton, zajmował 140 m2 powierzchni i pobierał ponad 150 kWh.

Pierwszym komercyjnie zastosowanym komputerem elektronicznym był UNIVAC skonstruowany przez Eckert-Mauchly Computer Corporation. Wykorzystywany był do rozliczania listy płac w koncernie General Electric, w amerykańskim urzędzie prowadzącym spisy powszechne, a także w działach księgowych wielkiego koncernu US Stel. Był to już "prawdziwy" komputer, z programem i danymi przechowywanymi w pamięci. Produkowane wówczas urządzenia określamy dzisiaj jako maszyny pierwszej generacji, której przykładowymi typami były: UNIVAC I, IBM 701 oraz IBM 704 - pierwszy komercyjny komputer z jednostką zmiennoprzecinkową.. Budowano je na lampach elektronowych, z czym wiązały się: stosunkowo powolna praca, duży pobór mocy, konieczność intensywnego chłodzenia, duże rozmiary. Użycie setek lub tysięcy lamp w jednym komputerze prowadziło do częstych uszkodzeń, co wpływało niekorzystnie na dyspozycyjność maszyny i podwyższało koszty eksploatacyjne.

Zastąpienie lamp elektronowych tranzystorami spowodowało pojawienie się komputerów zaliczanych do drugiej generacji: charakteryzowały się one większą niezawodnością, mniejszymi wymiarami, mniejszym poborem mocy, lepszymi warunkami chłodzenia. Stosowanie w tych maszynach pamięci tzw. rdzeniowych pozwalało na dużą szybkość pracy, jakkolwiek pojemność tych pamięci określić można jako "średnią". W 1955 roku w Bell Laboratory w USA rozpoczęłą pracę pierwsza licząca maszyna tranzystorowa TRADIC skonstruowana przez J.H. Felkera. Jest ona znana jako komputer drugiej generacji. Do licznych zalet tego komputera należy zaliczyć: niewielkie rozmiary, wysoką niezawodność, mały pobór prądu, niewysoką cenę oraz wykonywanie ok. 1.300 dodawań na sekundę.

Rok 1959 jest bardzo ważny w historii komputerów typu mainframe: IBM opracowuje komputer IBM 1401/1402 (wykorzystujący taśmę magnetyczną jako pamięć zewnętrzną , a pamięć na rdzeniach ferrytowych jako pamięć operacyjną), zaś General Electric dostarcza 32 systemy Erna dla kalifornijskiego oddziału Bank of America. Była to największa dostawa komputerów dla bankowości w tamtych czasach. Systemy ERNA wyposażone były nawet w czytniki magnetycznego atramentu, do odczytywania ręcznie wpisywanych czeków.

IBM 1401/1402 był pierwszym komputerem, który sprzedano w skali naprawdę masowej (ponad 12 tys. egzemplarzy). W tym czasie komputery powstają również w ówczesnym ZSRR - 1956 roku Strieła, a potem Mińsk-222. W 1958 roku swój komputer Gamma 60 prezentuje francuska firma Bull. W połowie lat sześćdziesiątych powstają kolejne komputery europejskie: włoski Olivetti oraz brytyjskie Ferranti i ICT.

W II połowie lat sześćdziesiątych zaczęły się pojawiać komputery trzeciej generacji. Zamiast pojedynczych elementów zastosowano w nich układy scalone, które w niewielkiej kostce zawierają kilkadziesiąt lub więcej elementów takich, jak tranzystory, rezystory, kondensatory, połączonych ze sobą w trakcie zautomatyzowanego procesu produkcyjnego w nierozłączną całość. Zastosowanie układów scalonych ogromnie podwyższyło niezawodność komputerów, obniżyło koszt ich produkcji i eksploatacji, zmniejszyło pobór mocy i kolosalnie zmniejszyło wymiary. Spośród komputerów trzeciej generacji można wymienić: IBM 360, także polską ODRĘ 1305 oraz komputery jednolitego systemu RIAD. IBM System/360 stał się modelowym wzorcem projektowania komputerów. Na jego architekturze wychowały się całe pokolenia informatyków. Była to pierwsza maszyna z mikroprogramową realizacją rozkazów (mikroprogram pobierany z pamięci ROM). Ponieważ w ramach Systemu/360 projektowano cały szereg komputerów do zastosowań uniwersalnych, wybrano małą długość przetwarzanej porcji informacji - jednostką tą był bajt, zdefiniowany przez projektantów IBM najpierw jako grupa bitów charakterystyczna dla danej dziedziny zastosowań, a potem sformalizowany w dokumentacji firmy jako 8 bitów. Komputer nazwano System/360, bo miał to być cały system czy rodzina komputerów, zaś liczba 360 miała symbolizować wszechstronność. W ciągu kilku miesięcy od maja do listopada 1965 roku, na rynku ukazały się modele 360/30, 360/40, 360/50, 360/75, a w następnym roku 360/20, 360/44 i 360/65. W końcu lat sześćdziesiątych pojawia się termin "mainframe" czyli "wielki system" dla odróżnienia "porządnych komputerów", których jednostka centralna stoi w sali komputerowej w oddzielnej szafce, od pojawiających się coraz liczniej minikomputerów. Oprócz Sytemu/360 IBM, w drugiej połowie lat sześćdziesiątych zaczęto produkcję drugiego "kultowego" komputera - UNIVAC-a 1108. Ciekawostką konstrukcyjną jest bębnowa pamięć masowa FASTRAND o średnim czasie dostępu 98 ms, pojemności 22 Msłów 36-bitowych i waga powyżej 2 ton. Mniej więcej w tym samym czasie rozpoczęła się polska przygoda z dużymi komputerami. W Instytucie Maszyn Matematycznych powstawały pionierskie konstrukcje XYZ i jej udoskonalony model ZAM-2, który został wyprodukowany w liczbie 12 sztuk. W latach 1961 - 1966 opracowano tam i wyprodukowano 18 egzemplarzy maszyn do przetwarzania danych ZAM-41. Poważny ośrodek badawczo - rozwojowy i produkcyjny powstał także we Wrocławiu. Wrocławskie zakłady ELWRO zbudowały do końca lat siedemdziesiątych ponad 1000 komputerów, głównie różnych typów ODRY. ODRA 1300 była binarnie kompatybilna z angielskimi komputerami ICL 1904/1905. Natomiast od strony ściśle sprzętowej , ODRA 1305 była nowocześniejsza od ICL 1905, bo wykonywana w wyższej skali integracji układów scalonych.. Przez dwadzieścia kilka lat królowania Odry stworzono tysiące polskich programów użytkowych i wychowano całe pokolenie informatyków. W Polsce użytkownikiem najsilniej wyposażonym w Odry był GUS. W szczytowym okresie, w latach 1976-77 w GUS-ie i jego placówkach terenowych pracowały 22 systemy Odra 1305, przetwarzające dane zgromadzone na 10 tys. taśm magnetycznych.. Systemy wykorzystywane były bardzo intensywnie, głównie maszyny GUS wyłączane były tylko na 1 maja, 22 lipca, Boże Narodzenie i Nowy Rok.

Czy ktoś dziś produkuje wielkie komputery? Tak! Mocno na rynku trzyma się Big Blue oraz IBM, który nigdy nie zrezygnował z systemów mainframe, dorabiając do nich całą ideologię. Dziś IBM nie wykazuje jaki procent jego produkcji stanowią systemy mainframe. Klasyczne sytemy mainframe dostarczają też dwaj producenci europejscy: francuski Bull oraz niemiecki Siemens Nixdorf. Producenci unikają terminu "mainframe". Dzisiejsze wielkie systemy nazywa się więc: "serwery przedsiębiorstw", "serwery korporacyjne" czy "serwery skalowalne". Nieliczni producenci dużych systemów podkreślają, że w pewnych kategoriach zastosowań trudno sobie wyobrazić zastąpienie czymkolwiek takich maszyn. Przykładów może nam dostarczyć sfera bankowości: jeden z największych banków świata, japoński bank Mitshubishi eksploatuje IBM System/390. System ten obsługuje ok. 14 milionów kont, ze średnią liczbą 5 mln transakcji dziennie. Toteż nikt nie ma odwagi, by przepisywać na nowo światowe systemy rezerwacji miejsc w samolotach, czy globalne systemy bankowe, działające na wielkich komputerach od ponad 20 lat.

Narodziny komputerów osobistych
W połowie lat 70 powstał pierwszy komputer osobisty - Apple, dzieło Steve Woźniaka i Steve Jobsa. Komputer ten składał się z 30 ... 40 układów scalonych, w tym z procesora typu 6502, współpracował z klawiaturą oraz wykorzystywał ekran telewizyjny. Różnił się jednak od obecnie produkowanych komputerów: działał wolno, miał niewielką pamięć, na ekranie można było wyświetlać jedynie znaki (tzn. litery, cyfry itp.) z szybkością 60 znaków na minutę. Komputer ten wywołał niemałą rewolucję, ale czy był pierwszy? Nie licząc konstrukcji amatorów i im podobnych, Apple mimo swoich wad był komputerem na miarę tamtych czasów. Przez niemal 60 lat komputery przeszły długą drogę, ale po latach można stwierdzić, że opłacało się. Obecnie co trzeci mieszkaniec naszego globu posiada własny komputer, a co najważniejsze potrafi na nim pracować.

Dzisiejsze komputery stają się:
bardzo szybkie
łatwe w obsłudze
niezawodne.

Można powiedzieć, że rozwój komputerów to przede wszystkim praca nad:
zmniejszeniem rozmiarów
oszczędnością w zużyciu energii
przyspieszeniem pracy
poprawą niezawodności
sztuczną inteligencją

 

 rozwinięcie punktu piątego

Powtórzenie wiadomości zdobytych na lekcji poprzez odpowiadanie na proste pytania zadawane przez nauczyciela:

1. Wymień generacje komputerów
2. Scharakteryzuj poszczególne generacje
3. Wymień dziedziny stosowania komputerów
4. Podaj rok rozpoczęcia "ery" komputeryzacji

Dla zainteresowanych szczegółowszymi danymi polecam stronę
"Od liczydła do PC - czyli krótka historia maszyn liczących"

Powrót na górę strony