Конспект урока: «История развития ЭВМ»



Конспект урока по информатике. Тема урока: «История развития ЭВМ».

Тип урока: введение нового материала

Цели урока: познакомить учащихся с устройствами, являющимися предшественниками компьютеров; познакомиться учащихся с изобретателями устройств, помогающих обрабатывать информацию.

Требования к знаниям и умениям:

Учащиеся должны знать:

- основные устройства, являющиеся предшественниками компьютера;

- изобретателей, которые  эти устройства придумали и реализовали.

Учащиеся должны уметь:

- называть в хронологическом порядке основные вычислительные средства и их изобретателей.

Обеспечение урока: ПК, платы с изображением основных устройств, портреты изобретателей и ученых.

Ход урока.

I. Постановка целей урока:

  1. Абак – прапрадедушка современного компьютера.
  2. Что изобрел Блез Паскаль.
  3. Аналитическая машина Чарльза Беббиджа – гениальный проект, оставшийся не реализованным.
  4. Готфрид Лейбниц. Его вклад в развитие вычислительных устройств.
  5. Как осуществлялась перепись населения в конце  XVIII и начале IX века?

II. Изложение нового материала.

Учитель: В настоящее время практически у каждого из вас дома есть как минимум один компьютер. Причем с каждым годом происходит их совершенствование и уже техника достигла того, что есть компьютеры, которые можно поместить в карман. Подскажите мне, как они называются?

Учитель: В таком маленьком устройстве может храниться большое количество информации долгое время. Но, давайте подумаем разве, до настоящего времени люди не использовали устройства, которые облегчали счет и хранение информации, ведь современный компьютер появился в 20  веке.

Кто может привести пример таких устройств? И тех изобретателей, которые создавали эти устройства?

Сегодня на уроке некоторые из вас будут помогать проводить мне урок.  (4  человека) Мы с ними искали самое интересное и важное для вас из истории развития устройств вычислительной техники. А все остальные во время доклада тоже будут выполнять работу. Обратите внимание на доску, на ней вам предложена таблица, которая поможет конспектировать материал за докладчиками.

Дата Устройство Изобретатель Назначение и функции
       
       

Учитель: В конце изложения материала таблица будет заполнена вами и у вас будет полное представление о предшественниках современного компьютера

Учитель: История развития  насчитывает чуть более полувека. Но упоминание о компьютере появляется еще до нашей эры.  Этот компьютер известен как абак. Сопровождать доклад будет презентация, и я буду помогать

Ученик 1: сообщение «Абак и счеты».

Абак – счетная доска. Идея его устройства заключается в следующем: на специальное вычислительное  поле помещается специальные перемещающиеся счетные элементы. В  Древней Греции абак служил преимущественно для выполнения денежных расчетов (слайд). В левой части считали крупные суммы, в правой — мелкие. На такой доске могли складывать, вычитать, добавляю и убирая камешки и перенося из разряда в разряд.

Придя в Древний Рим абак изменился внешне (слайд). Его изготавливали из бирюзы, слоновой кости или стекла. Абак превратился в настоящий счетный набор, позволяющий представлять даже дроби. Римляне называли его calculi – «камешки», отсюда пошло слова «калькулятор».

После падения Римской империи произошел упадок науки и культуры и абак забыли на некоторое время. Возродился лишь в 10 веке в Европе (слайд). Он приобрел  форму так называемого счета на линиях. Это были разлинованные таблицы и жетоны. В Китае  они представляли собой раму с двумя рядами нанизанных на прутики косточек.

В России и Японии они появились одновременно в 15 веке. Русские счеты сильно отличались от китайских и были изобретены самостоятельно. Современный вид русские счеты приобрели к началу 18 веку (слайд). Счеты использовались почти 300 лет и сменили их только карманные калькуляторы.

Учитель: Но неоценимый вклад в развитие устройств, помогающих выполнять вычисления, безусловно, внесли Блез Паскаль, Готфрид Лейбниц и Чарльз Беббидж. О которых мы услышим далее.

Ученик 2: Блез Паскаль.

Он родился во Франции 1623. С самого раннего детства Блез проявлял признаки несомненной гениальности: в 4 года читал и писал, в 11 доказал самостоятельно теорему о сумме углов треугольника, в 14 лет вступил в кружок математиков. В 1640 году после того, как отцу Блеза поручили задание о контроле за сборов налогов Блез начал работать над машиной автоматического переноса заряда.

Машина Паскаля осуществляла сложение чисел на специальных дисках-колесиках. Результат читался в окошечках. Первая модель оказалась неработоспособной. В 1642 был разработан 2 вариант. Но совершенства не было достигнуто. За восемь лет было изготовлено 50 арифметических машин и покупали их в основном не для работы, а для развлечения. После нескольких лет попыток совершенствования машины Паскаль перестал заниматься этим, вообще, говоря, о том, что общество еще не готово к таким открытиям. В 1662 году он умер.

Учитель: В будущем мы еще не раз вернемся к достижениям Блеза и увидим, каким гениальным он был. А сейчас Следующий докладчик. Не забывайте заполнять таблицы. У каждого есть возможность получить хорошую оценку.

Ученик 3: Готфрид Лейбниц.

Родился 1646 году. С детства много занимался. В 8 лет выучил греческий язык и латынь, в 15 окончил гимназию и поступил в Лейпцигский университет на факультет права. После окончания в 1676 познакомился с физиком Христианом Гюйгенсом и решает облегчить ему труд с помощью механического устройства для расчетов.

В начале он просто хотел усовершенствовать машину Паскаля: придумал арифмометр. В конструкцию машины были включены движущаяся часть и ручка. Этот механизм лег в основу всех механических калькуляторов. Лейбниц несколько лет трудился несколько лет над машиной, но она появилась лишь в 1694 в Ганновере. Она могла умножать и делить огромные числа мгновенно, не прибегая к последовательному сложению и вычитанию. Но счетная машина не получила широкого распространения, потому что не было большого спроса на дорогое оборудование.

Лейбниц так же привел словесные высказывания в математическую логику и впервые высказал мысль о возможности применения двоичной системы счисления в логике, что позднее стало использоваться в вычислительных машинах.

Учитель: спасибо большое, Готфрид Лейбниц был не менее  гениальным, чем Блез Паскаль. И с его достижениями мы так же еще не раз столкнемся. А сейчас обратимся к последнему докладу о Чейзе Беббидже.

Ученик 4: Чарльз Беббидж родился в 1791 году на юге-западе Англии. С детства увлекался всевозможными механизмы и проявлял серьезные математические способности. В 1810 поступил в кембриджский университет, где сразу же стал перегонять своих преподавателей по знаниями.

После окончания университета в 1814 году Беббидж ведет образ жизни свободного джентельмена-философа и продолжает заниматься математикой. Позднее он знакомится с французским математиком Г.Прони. В результате общения он приходит к выводу о возможности упрощения процедуры сложных вычислений путем механического выполнения однообразных действий. Идеи Прони вдохновили Беббиджа на создание первой дифференцированной машины.

В 1822 году Беббидж закончил описание машины, которая могла бы производить вычисления с точностью до 18-го знака. Назвал ее «разностная машина», строительство шло 10 лет, но так и пришло к завершению. Но она послужила основой для других изобретений.

В 1834 году у Беббиджа возникла идея создать универсальную вычислительную машину, которую он назвал аналитической. Это устройство по задумкам должно было не просто считать, но и управлять ходом собственной работы в зависимости от заложенной программы. Но и эта машина была не построена. Не хватило средств на постройку.

В аналитической машине предусматривались все основные элементы, присущие современному компьютеру:

  1. Склад – устройство, где хранятся исходные числа и промежуточные результаты. В современном компьютере это память.
  2. Фабрика – арифметическое устройство, в котором осуществляются операции  над числами, взятыми из склада. В современном компьютере это процессор.
  3. Блоки ввода исходных данных – устройства ввода.
  4. Печать результатов – устройство вывода.

Учитель: спасибо. Итак, все докладчики выступили. Теперь заканчивайте заполнение таблиц и оставьте две пустые строчки, одну из которых (предпоследнюю) вы заполните дома, изучив достижения и изобретения Германа Холлерита, и самую последнюю заполним прямо сейчас.

Перфокарты и автоматизация.

Учитель: Каким образом заставить механические машины работать по программе?

Идея программирования механических устройств с помощью перфокарты впервые была реализована в 1804 году в ткацком станке. Давайте ответим на следующие вопросы: что она представляет собой, и кто ее разработал.

Давайте рассмотрим обычную электрическую лампу, которая включается и выключается за счет размыкания и замыкания. Внутри выключателя находятся контакты, которые и отвечают за включение и выключение света. Ответьте на мои вопросы, как вы думаете:

Учитель:  Что произойдет, если между контактами положить кусочек картона?

Ученик: Она разомкнет цепь и лампочка погаснет.

Учитель: А если в картоне проделать дырочку, что произойдет с лампой?

Ученик: Лампочка снова будет гореть.

Учитель: Каким образом с помощью картона с дыркой или без можно заставить лампочку гореть и не гореть.

Ученик: Пропускать через контакты.

Вывод: в быту такие кусочки картона называются перфокарты.

К ним впервые обратились создатели ткацких станков, в 1801 году Жозеф Мари Жаккард создал автоматический ткацкий станок, управляемый перфокартами.

Идея записи программы на перфокарте пришла в голову первой программистке Аде Августе Лавлейсе. Именно она предложила использовать перфокарту в Аналитической машине Беббиджа.

Вот такая длинная и интересная судьба у предшественников современного компьютера. Теперь давайте обратимся к следующему слайду презентации и сравним получившиеся таблицы.

Дата Устройство Изобретатель Назначение и функции
5 век до н.э. Абак - Выполнение простых арифметических операций простым перемещением счетных элементов
1642 год Арифмометр Блез Паскаль Суммирование чисел с автоматическим переносом заряда
1670-1694 гг. Арифмометр Готфрид Лейбниц Умножение и деление чисел, не прибегая к последовательному сложению и вычитанию
1834-1851 гг. Аналитическая машина Чарльз Беббидж В аналитической машине предусматривались все основные элементы, присущие современному компьютеру:

1.Склад – устройство, где хранятся исходные числа и промежуточные результаты. В современном компьютере это память.

2.Фабрика – арифметическое устройство, в котором осуществляются операции  над числами, взятыми из склада. В современном компьютере это процессор.

3.Блоки ввода исходных данных – устройства ввода.

4.Печать результатов – устройство вывода.

19 век Табулятор Герман Холлерит Устройство, использованное при переписи населения для обработки ее результатов.
1804 год Перфокарта - Кусочек картона с отверстиями, которые кодировали информацию. Использовались для хранения и обработки информации

Учитель: Итак, сегодня на уроке мы прошлись по истории развития вычислительной техники и, чтобы проверить насколько вы запомнили основные моменты, давайте ответим на вопросы.

  1. Абак – это средство хранения или обработки информации? Почему?
  2. В каком порядке были изобретены устройства: аналитическая машина, арифмометр, перфокарта.
  3. Кто является первым программистом?
  4. Назовите фамилии ученых, которые внесли вклад и развитие вычислительной техники.

III. Итоги урока.

Оценки за работу на уроке и пару слов о выступлениях.

Домашнее задание:

Заполнить пустую строчку в таблице, выучить таблицу, уметь отличать устройства и порядок их изобретения.

Запись опубликована в рубрике Информатика. Добавьте в закладки постоянную ссылку.