Ғылыми жоба: " Әлемді өзгерткен жаңалық "

Қазақстан Республикасы Білім және ғылым министрлігі

Ш.Батталова атындағы ЖОББМ базасындағы тірек мектебі»

(русурстық орталық) коммуналдық мемлекеттік мекеме

5 «Ә» -сынып оқушысы

Дәріғұл Аружан

Тақырыбы: " Әлемді өзгерткен жаңалық "

Секция: Жаратылыстану-әдістемелік бірлестігі

Бағыты:

Ғылыми жетекшісі:

Информатика пәні мұғалімі:

Боранбаева Гульнара К

2021-2022 оқу жылы

Ш.Батталова атындағы ЖОББМ базасындағы тірек мектебі»

(русурстық орталық) коммуналдық мемлекеттік мекеме

5 «Ә »сынып оқушысы Дәріғұл Аружанның

« Әлемді өзгерткен жаңалық » тақырыбындағы ғылыми жоба жұмысына

Пікір:

Дәріғұл Аружан алып отырған тақырыбы қазіргі кезде өзекті әрі қызықты, құпияға толы құбылыс болып табылады. "Әлемді өзгерткен жаңалық" тақырыбындағы информатика бойынша балалардың ғылыми-зерттеу жұмысы барысында автор компьютердің даму кезеңдерін және компьютерлердің әр кезеңдегі адам өміріне әсерін зерттеуді мақсат етті. Автор компьютердің пайда болуынан бұрын ғылымдағы жаңалықтарды зерттеді.

Дайын информатика жобасында "Әлемді өзгерткен жаңалық" автор компьютерлер мен компьютерлік техниканың даму тарихын зерттейді және компьютер өнертабысы адамзат қоғамының күнделікті өмірін қалай өзгерткенінің себеп-салдарлық байланысын орнатады. Жұмыста өткен және болашақ компьютерлердің сипаттамалары мен мүмкіндіктері берілген.

"Әлемді өзгерткен жаңалық" тақырыбындағы информатика бойынша жеке зерттеу жұмысы электронды есептеуіш техниканың даму тарихын зерттеуге және жақын болашақта компьютерлердің даму перспективаларын қарастыруға арналған. Жоба авторы болашақта жаңа буын компьютерлерінің пайда болуымен адамзат қоғамының өмірі қалай өзгеретінін болжайды.

Дәріғұл Аружан зерттеу жұмысын жазу барысында көптеген көркем әдебиеттерді, газет-журналдарды, ғаламтордан ізденген. Жұмыс жоспар бойынша жазылып, толық орындалған. Сонымен қатар Дәріғұл Аружан көп ізденіп, жұмысын өз жас ерекшелігіне сай орындай білген және де нақты деректер негізінде зерттей білген

Жалпы алғанда ғылыми жоба өз дәрежесінде жасалынған деуге болады. Зерттеу жұмысының мазмұндылығы мен мәнділігін ескере отырып, жоғары дәрежеде бағалауға ұсынамын.

Пікір білдіруші:

Ғылыми жетекшісі:

Информатика пәні мұғалімі:

Боранбаева Гульнара

Аннотация

Есептеу тарихы алыс өткенге кетеді. Адамзатқа тура келді жұмсауға емес, бір ғасыр құру үшін бірінші электронды есептеуіш машинаға (ЭЕМ). Әрине, бұл ХХ ғасырдың ең үлкен ашылуларының бірі, адамзатқа Ақпараттық технологиялар әлемінде алға жылжуға мүмкіндік берген бастама.

Адамзат қоғамының өміріне ене отырып, компьютерлер қарапайым алгебралық есептеулерден бастап, биржалық процестерді ұйымдастыруға, халықаралық телеконференцияларға, күрделі физикалық, химиялық, технологиялық процестерді модельдеуге, мультимедиялық және виртуалды ойын – сауыққа дейінгі көптеген міндеттерді өз мойнына алды.

Сондықтан, бұл тақырыптың өзектілігі айқын, өйткені компьютерлердің арқасында адамзат ғарышқа шығып, үлкен ғарыш кеңістігін, жүздеген планеталар мен әлемдерді дамытуға жол ашты. Компьютерлік техниканың арқасында молекулалық биология, гендік инженерия, кванттық физика және т.б. сияқты қазіргі заманғы ғылымды қажетсінетін салалардың пайда болуы мен дамуы мүмкін болды, жинақталған ғылыми білімдерді ауқымды интеграциялау мүмкін болды.

Бұл жұмыстың мақсаты-компьютерлердің даму кезеңдерін және әр кезеңде компьютерлердің адам өміріне қалай әсер еткенін зерттеу.

Аннотация

История расчета уходит в далекое прошлое. Человечеству пришлось потратить не один век на создание первой электронной вычислительной машины (ЭВМ). Конечно, это одно из величайших открытий двадцатого века, инициатива, которая позволила человечеству двигаться вперед в мире информационных технологий.

Войдя в жизнь человеческого общества, компьютеры взяли на себя множество задач, от простых алгебраических вычислений до организации биржевых процессов, международных телеконференций, моделирования сложных физических, химических, технологических процессов, мультимедийных и виртуальных развлечений.

Поэтому актуальность данной темы очевидна, так как благодаря компьютерам человечество вышло в космос и открыло путь к развитию огромного космического пространства, сотен планет и миров. Благодаря компьютерной технике стало возможным появление и развитие современных наукоемких отраслей, таких как молекулярная биология, генная инженерия, квантовая физика и др., возможна масштабная интеграция накопленных научных знаний.

Целью данной работы является изучение этапов развития компьютеров и того, как компьютеры на каждом этапе влияли на жизнь человека.

Annotation

The history of computing goes back to the distant past. Humanity had to spend not a century creating the first electronic computing machine (computer). Of course, this is one of the greatest discoveries of the twentieth century, an initiative that allowed humanity to move forward in the world of Information Technology.

Having entered the life of human society, computers have taken on a wide range of tasks, from simple algebraic calculations to the organization of exchange processes, international teleconferences, modeling of complex physical, chemical, technological processes, multimedia and virtual entertainment.

Therefore, the relevance of this topic is obvious, because thanks to computers, humanity has gone into space and opened the way for the development of vast outer space, hundreds of planets and worlds. Thanks to computer technology, the emergence and development of modern high-tech industries such as molecular biology, genetic engineering, quantum physics, etc.has become possible, and a large-scale integration of accumulated scientific knowledge has become possible.

The purpose of this paper is to study the stages of computer development and how computers affected human life at each stage.

Мазмұны

Кіріспе

1. Есептеу тарихы

2. Компьютерлерді құруға дейінгі ғылымдағы жаңалықтар

3. Компьютер тарихы

4. Компьютерлер

5. Бүгінгі компьютерлер

6. Компьютерлерді қолдану

7. Болашаққа көзқарас

Қорытынды

Әдебиеттер тізімі

Кіріспе

Есептеу тарихы алыс өткенге кетеді. Адамзатқа тура келді жұмсауға емес, бір ғасыр құру үшін бірінші электронды есептеуіш машинаға (ЭЕМ). Әрине, бұл ХХ ғасырдың ең үлкен ашылуларының бірі, адамзатқа Ақпараттық технологиялар әлемінде алға жылжуға мүмкіндік берген бастама.

Адамзат қоғамының өміріне ене отырып, компьютерлер қарапайым алгебралық есептеулерден бастап, биржалық процестерді ұйымдастыруға, халықаралық телеконференцияларға, күрделі физикалық, химиялық, технологиялық процестерді модельдеуге, мультимедиялық және виртуалды ойын – сауыққа дейінгі көптеген міндеттерді өз мойнына алды.

Сондықтан, бұл тақырыптың өзектілігі айқын, өйткені компьютерлердің арқасында адамзат ғарышқа шығып, үлкен ғарыш кеңістігін, жүздеген планеталар мен әлемдерді дамытуға жол ашты. Компьютерлік техниканың арқасында молекулалық биология, гендік инженерия, кванттық физика және т.б. сияқты қазіргі заманғы ғылымды қажетсінетін салалардың пайда болуы мен дамуы мүмкін болды, жинақталған ғылыми білімдерді ауқымды интеграциялау мүмкін болды.

Бұл жұмыстың мақсаты-компьютерлердің даму кезеңдерін және әр кезеңде компьютерлердің адам өміріне қалай әсер еткенін зерттеу.

Жұмыста келесі міндеттер қойылған:

• компьютерлер мен компьютерлік техниканың даму тарихын зерттеу;

• өткен және болашақ компьютерлердің сипаттамалары мен мүмкіндіктерін біліңіз

• компьютердің өнертабысы адамзат қоғамының күнделікті өмірін қалай өзгерткенін қадағалаңыз

• жақын болашаққа арналған компьютерлердің даму перспективаларын зерттеу

• болашақта жаңа буын компьютерлерінің пайда болуымен адамзат қоғамының өмірі қалай өзгеретінін біліңіз.

Қойылған міндеттерді шешу үшін үлкен кеңес энциклопедиясынан, "Әлем және компьютер" журналынан, "технологиялар және ғылым" журналынан, Интернет-ресурстардан алынған ақпарат пайдаланылды, алынған ақпарат талданды және құрылымдалды.

Жобаны қорғауға сүйемелдеу ретінде презентация жасалды.

Есептеу тарихы

Ежелгі мәдениеттер кезінде де адам сауда есептеулерімен, уақытты есептеумен, жер учаскелерінің ауданын анықтаумен және т.б. байланысты мәселелерді шешуге мәжбүр болды.

Қайта өрлеу дәуірінің басында Н. Коперник пен И. Кеплердің астрономиялық есептері заманауи көрініске ие болды.

Есептеуді жеңілдететін және тездететін тригонометриялық функциялар мен логарифмдердің кестелері пайда болды: олар аспан денелерінің орбиталарын есептеуге және көптеген жылдар бойы маңызды ғарыштық оқиғаларды жоғары дәлдікпен болжауға мүмкіндік берді.

XVII ғасыр келді. И. Ньютон мен Р. Хуктың ашылуларынан кейін есептеулер Құрылыс механикасы мен инженерияға енеді. Көпір фермалары мен тіректерді беріктік пен тұрақтылыққа есептеу әдістері пайда болады. ХХ ғасырдың 40-50-ші жылдары жылдам ұшақтар мен зымырандардың аэродинамикалық және баллистикалық есептеулеріне, Жердің жасанды спутниктері мен планетааралық кемелердің орбиталарын есептеуге байланысты есептеулерге қажеттіліктің өсуі орын алды. Сондықтан күнделікті есептеулерді жүргізуді жеңілдететін құрылғыларға нақты қажеттілік болды.

Компьютерлерді құруға дейінгі ғылымдағы жаңалықтар

Компьютер-ХХ ғасырдың ең үлкен өнертабысы. Оны құру үшін химия, физика, математика, техника саласында жаңалықтар ашылуы керек еді.

Химия саласында металл оксидтерін зерттеу заттың магниттік қасиеттерін электрлік жартылай өткізгіштікпен біріктіретін ферриттердің пайда болуына әкелді, бұл есептеу техникасында қолдануды тапты.

Физика саласында жартылай өткізгіштердің пайда болуымен ХХ ғасырдың бірінші жартысында мыңдаған жартылай өткізгіш құрылғыларды бір миниатюралық кристалда біріктіретін интегралды схемалардың дамуы басталды. Интегралды технология фотохимия, фотолитография, электрохимияның жетістіктеріне негізделген; өсіп келе жатқан кристалдар процестерін қолданады.

XVIII-XIX ғасырларда. электр тогы мен электромагнитизмнің ашылуы болды. Атомның ашылуы электронды теорияның дамуына әкелді. 1800 жылы американдық өнертапқыш Т. Эдисон термоэлектрондық эмиссия құбылысын ашты, ол 1904 жылы ағылшын физигі Дж.

Электр тогының бір жақты өткізгіштігі бар құрылғы диодтың флемингі. Біраз уақыттан кейін тағы бір вакуумдық құрылғы жасалды – триод шамы, онда Электрон ағынын үшінші электрод торымен басқаруға болады.

Физика мен Электротехниканың жетістіктері байланыс құралдарының дамуына жаңа серпін берді. Ақпаратты беру үшін электр сигналдарын пайдалану мүмкіндігінің пайда болуы жаңа бағыттардың ашылуына әкелді: радио, телеграф, телефония, содан кейін теледидар. Физика заңдарын білу және техникалық байланыс құралдарын жасау бойынша тәжірибелер компьютерді құрудың маңызды факторы болды.

Математика саласында алгоритм ХХ ғасырдың басында зерттеу нысаны болды. Ағылшын математигі А.М. Тюринг, американдық Е. пост, кеңес ғалымдары А. А. Марков және А. М. Колмогоровтың еңбектерінің арқасында алгоритм ұғымы компьютерлік технологияның негізгі тұжырымдамасына айналды. Жаңа математикалық бағыт қалыптасты – логика алгебрасы.

XIX ғасырдың 70 – ші жылдарында неміс математигі Г.Кантор тәуелсіз математикалық пән-жиынтық теориясын құруға әкелген бірқатар идеяларды ұсынды. Бұл теорияның дамуымен логика алгебрасының объектісі функциялар мен оларға қатысты әртүрлі операциялар болды. Есептеу техникасы үшін практикалық мағына белгілі бір функциялар класына ие болды, онда мәндер тек екі мәнге тең – 0 және 1, бұл екі логикалық ұғымға сәйкес келеді – "өтірік" және "шындық". Осы логиканың арқасында логикалық схемалардың құрылысы мүмкін болды.

1918 жылы орыс ғалымы М.А. Бонч - Бруевич және оған қарамастан, ағылшын ғалымдары электронды реле құрды, ол екі мемлекеттің бірінде болуы мүмкін – 0 немесе 1 және оның негізінде триггер құрылды.

ХХ ғасырға дейін бәрі компьютер құруға дайын болды деп айта аламыз. Жоғарыда аталған оқиғалар үлкен маңызға ие болды, олар компьютердің пайда болуының алғышарттарын жасады.

Компьютер тарихы

Технологияның дамуының басталуы 1642 жылы Блез Паскальдан саналады. сандарды қосуды механикалық түрде орындайтын құрылғыны ойлап тапты. Оның машинасы 6-8 биттік сандармен жұмыс істеуге арналған және тек қосып, шегере алады, сонымен қатар нәтижені бекітудің барлық әдісіне қарағанда жақсы болды.

Паскаль машинасының өлшемдері болды 36*13*8 сантиметр. Бұл кішкентай жезден жасалған қорапты алып жүру ыңғайлы болды. Паскальдың инженерлік идеялары есептеу техникасы саласындағы көптеген басқа өнертабыстарға үлкен әсер етті.

Келесі кезең нәтижесіне көрнекті неміс математигі және философы Готфрид Вильгельм Лейбниц қол жеткізді, ол 1672 жылы дәйекті қоспасыз механикалық көбейту идеясын білдірді. Бір жылдан кейін ол Париж академиясына төрт арифметикалық амалды механикалық түрде орындауға мүмкіндік беретін машинаны ұсынды. Лейбниц машинасы арнайы үстелді орнатуды талап етті, өйткені оның әсерлі өлшемдері болды: 100x30x20 сантиметр.

1834 жылы ағылшын математигі Чарльз Бабб айырмашылық машинасы деп аталатын жұмыс істей бастады. Бұл қарапайым есептеуге ғана емес, сонымен қатар енгізілген бағдарламаға байланысты өз жұмысының барысын басқаруға қабілетті механикалық құрылғы. Ол бағдарламаны 1804 жылы ойлап табылған перфокарттар арқылы жасамақшы болды. Өкінішке орай, ол Аналитикалық машинаны жасау бойынша жұмысты аяқтай алмады – бұл сол кездегі техника үшін өте қиын болды.

Бірақ Баббидждің еңбегі-ол алғаш рет бағдарламалық басқарылатын есептеу идеясын ұсынды және ішінара жүзеге асырды. Бұл қазіргі заманғы компьютердің прототипі болған Аналитикалық машина. Бұл идея және оның инженерлік бөлшектері 100 жылдан асып түсті. 1991 жылы Лондонда қайта құрылған Чарльз Бабб аналитикалық машинасы логарифмдер мен басқа да математикалық функцияларды дұрыс есептеу арқылы жақсы жұмыс жасады.

Екінші дүниежүзілік соғыс электронды компьютерді құруға түрткі болды. Соғыс басталған кезде неміс сүңгуір қайықтары Британдық Кемелерді қиратты. Неміс адмиралдары сүңгуір қайықтарға радио командалары арқылы жіберілді, ал британдықтар бұл командаларды ұстап алса да, радиограммалар кодталған мәселе болды. Кодталған хабарламаны шифрлау үшін көптеген есептеулер қажет болды және олар радиограмманы ұстап алғаннан кейін бірден жасалуы керек еді.

Сондықтан Ұлыбритания үкіметі COLOSSUS деп аталатын электронды компьютер құру үшін құпия зертхана құрды. Бұл машинаны жасауға атақты британдық математик Алан Тюринг қатысты. COLOSSUS 1943 жылы жұмыс істеді, бірақ Ұлыбритания үкіметі бұл жобаны толығымен бақылап, оны 30 жыл бойы әскери құпия ретінде қарастырғандықтан, COLOSSUS компьютерлердің одан әрі дамуына негіз бола алмады. Бірақ бұл әлемдегі алғашқы электронды сандық компьютер болды.

Екінші дүниежүзілік соғыс АҚШ-тағы компьютерлік техниканың дамуына әсер етті. Армияға ауыр артиллерияны нысанаға алу үшін қолданылатын кестелер қажет болды. Жүздеген әйелдер қолмен есептеу машиналарында есеп айырысу және осы кестелердің өрістерін толтыру үшін жалданған (әйелдер ерлерге қарағанда есептеулерде дәлірек деп есептелген). Алайда, бұл процесс көп уақытты қажет етті және жиі қателіктер болды.

1946 жылы Америкада ENIAC компьютері салынды. Қазіргі компьютерлердің тарихы осы машинадан басталады. ENIAC компьютерлерінде үлкен деректер болды: 18000 электронды шамдар, салмағы – 30 тонна, S=90x15 м2, қуатты тұтыну – 150 Квт,. ENIAC-та 6000 көп арналы қосқыштар орнатылды және коннекторларға созылған көптеген кабельдер болды. Бірақ бұл қажет емес еді-кем дегенде бастапқы мақсаттарға жету үшін.

Компьютерлер

Электрондық есептеу техникасы әдетте ұрпаққа бөлінеді. Смена поколений байланысты ауысуына элементтік базасын, ЭЕМ, конференция, электрондық техника. Бұл әрқашан компьютердің есептеу қуатының өсуіне әкелді, яғни.жылдамдық пен жад көлемі, сонымен қатар компьютер архитектурасында өзгерістер болды, компьютерде шешілетін мәселелер ауқымы кеңейіп, пайдаланушы мен компьютердің өзара әрекеттесу тәсілі өзгерді. Компьютерлердің 5 негізгі ұрпағын ажыратуға болады.

КСРО-да өз компьютерлерін құру қажеттілігі АҚШ-қа қарағанда біршама кешірек жүзеге асырылды, сондықтан тиісті жұмыстар тек 1948 жылдың күзінен басталды. Бұл елдің Ұлы Отан соғысын бастан кешіруіне, содан кейін халық шаруашылығын қалпына келтіруге байланысты.

Бірінші буын компьютерлері-50-ші жылдардағы шамдар. Бірінші буындағы ең жылдам машиналарды санау жылдамдығы 20 мың опера/сек-ке жетті. Бағдарламалар мен деректерді енгізу үшін перфокарталар мен перфоленттер қолданылды. Машиналардың ішкі жады аз болғандықтан, олар үлкен көлемде деректерді өңдеумен байланысты емес инженерлік және ғылыми есептеулер үшін пайдаланылды.

Бұл өте үлкен құрылымдар болды, олардың құрамында мыңдаған шамдар бар, кейде жүздеген шаршы метрді алып, жүздеген киловатт электр энергиясын тұтынады. Мұндай машиналарға арналған бағдарламалар машина командаларының тілдерінде жасалды. Бұл өте ауыр жұмыс. Сондықтан сол кезде бағдарламалау бірнеше адамға қол жетімді болды

Екінші буын компьютерлерінің өнімділігі төмен болды: секундына бірнеше мың операцияға дейін. Қолдану аясы шектеулі болды.

Электрондық шамдар көп мөлшерде жылу шығарды, көп электр энергиясын сіңірді, үлкен, қымбат және сенімсіз болды. 1948 жылы транзистор ойлап табылды. Транзисторлар электронды шамдармен бірдей функцияларды атқарды, бірақ жартылай өткізгіштердің электрлік қасиеттерін қолданды. MESM, BESM BESM-6 машиналары салынды

BESM-2-де жасанды спутниктерді, алғашқы басқарылатын ғарыш аппараттарын ұшыруға байланысты есептеулер жүргізілді. Жоғарыда аталған компьютерлердің бірінде КСРО-ның жалаушасын айға жеткізген зымыранның траекториясы есептелді.

Компьютерлердің дамуындағы бұл кезең кең қолданумен және ядродағы жетілдірілген жад тізбектерімен сипатталады. Осы кезеңдегі компьютерлер көптеген мәліметтерді өңдеуге және әдетте зауыттарда, мекемелерде және банктерде күнделікті операцияларды қажет ететін мәселелерді шешуге байланысты салаларда сәтті қолданылды. Бұл компьютерлер пакеттік деректерді өңдеу принципі бойынша жұмыс істеді. Шын мәнінде, деректерді өңдеудің қолмен әдістері көшірілді.

Есептеу машиналары ұсынатын жаңа мүмкіндіктер іс жүзінде қолданылмады. Нәтижесінде шамдар мен транзисторлардағы компьютерлердің өнертабысы адамға үлкен әсер етпеді, бірақ бұл ғылыми-техникалық прогрестің дамуына әсерін асыра бағалау қиын болатын адам ойының маңызды жетістігі болды. Өмірді жеңілдетуге және еңбек өнімділігін арттыруға арналған алғашқы бағдарламалар әзірлене бастады.

Бұл ұрпақтың компьютерлері ғылыми-зерттеу зертханаларында және мемлекеттік мекемелерде қолданылды. Үшінші буын машиналары (1970-1980) IP-ны қысқартылған интегралды схемаларда жасалған. Мұндай схеманың ауданы-бір шаршы миллиметр, бірақ оның функционалдығы бойынша интегралды схема жүздеген және мыңдаған транзисторлық элементтерге тең. Өте кішкентай мөлшерін және қалыңдығы шығарындысының интегралдық схемасын кейде кремнийлі микросхема деп атайды, сондай-ақ чипі (chip - жіңішке тілімін).

Транзисторла