Урок-путешествие по информатике на тему История ЭВМ (9 класс)

9 класс

Учитель: Макарова Татьяна Валентиновна

2016-17 уч. год.

Урок-путешествие "История ЭВМ"

Разделы: Информатика</</p>

Тип урока: урок изучения и усвоения новых знаний.

Тема урока: "История ЭВМ".

Планируемое количество часов: 2 часа

Класс: 9 класс.

Используемые средства: компьютерная презентация "Наш музей", ресурсы Интернет - страницы виртуальных музеев.

Методы обучения: наибольшее применение получают частично-поисковый и репродуктивный.

Цели урока:

• Используя ресурсы Интернет, познакомить участников урока с историей развития вычислительной техники.

• Воспитывать внимательность, аккуратность, любовь и интерес к предмету; формировать навыки самостоятельной работы и работы в коллективе.

• Развивать мышление, умения анализировать, делать выводы.

Задачи:

• Эффективно предъявить большой по объему теоретический материал;

• Выработать у учащихся практическое умение использования ресурсов Интернет;

• Формировать у учащихся интерес к информатике.

ХОД УРОКА

1. ОРГАНИЗАЦИОННЫЙ МОМЕНТ.

2. ВСТУПИТЕЛЬНОЕ СЛОВО УЧИТЕЛЯ. (Слайд №1).

3. ЭКСКУРСИЯ С ЭКСКУРСОВОДАМИ.

(Слайд №2). Выступление двух учащихся, играющих роль экскурсоводов. Сопровождается показом презентации "Наш музей"

1 экскурсовод.

(Слайд №3).

Первобытный человек, создал первые примитивные орудия труда, положил начало эпохи механизмов, увеличивающих физические возможности человека. В середине ХХ столетия были созданы первые электронные вычислительные машины, предназначенные для усиления его интеллектуальной мощи! Сегодня мы познакомимся с некоторыми устройствами, которые служили человеку в разные времена.

2 экскурсовод. Счётные палочки

(Слайд №4).

С возникновением у древних людей способности счета появилась необходимость в использовании приспособлений, которые смогли бы облегчить эту работу. Одно из таких орудий труда наших предков было обнаружено при раскопках поселения Дольни Вестоници на юго-востоке Чехии в Моравии. Обыкновенная кость с зарубками, получившая название "вестоницкая кость", использовалась ими для ведения счета предположительно за 30 тыс. лет до н. э.

Примерно к VIII веку до н. э. древними индейскими цивилизациями был придуман другой способ для записи чисел. Для этих целей они использовали узелковое письмо, в котором знаками служили камни и разноцветные ракушки, сплетенные вместе веревками.

Развитие государств Европы и Азии, а также усиление торговых отношений между ними привело к созданию совершенно нового инструмента, известного практически у всех народов. Впервые его начали применять в Вавилоне, а вскоре новое изобретение попало в Грецию, где получило свое дальнейшее развитие. Это приспособление представляло собой деревянную дощечку, посыпанную морским песком, на котором наносились бороздки. Размещенные в этих бороздках камешки обозначали цифры. При этом количество камешков в первой бороздке соответствовало единицам, во второй - десяткам, в третьей - сотням и т. д. Если в одной из бороздок набиралось десять камешков, то их снимали и добавляли один камешек в следующую бороздку.

Ученые назвали этот способ записи чисел единичной ("палочной") системой счисления. В ней для записи чисел применялся только один вид знаков - "палочка". В наше время счётные палочки используются для обучения первоклассников.

(Выполняют простейшие операции сложения и вычитания чисел с помощью палочек).

1 экскурсовод. Русские счеты

(Слайд №5).

Немного позже вместо деревянных дощечек стали использовать каменные плиты с выточенными в них желобками. Одна из таких плит была обнаружена на острове Саламин в Эгейском море в 1899 году. "Саламинская доска", длинной полтора метра и шириной чуть боле семидесяти сантиметров, была изготовлена примерно за 300 лет до н. э. На этой мраморной плите в левой ее части было нанесено одиннадцать вертикальных линий, разделенных горизонтальной чертой, таким образом, что они образовывали десять столбцов. В правой части также было прорезано пять вертикальных линий, которые, в свою очередь, образовывали четыре столбца. По периметру плиты были также высечены буквы греческого алфавита.

В Древнем Риме "Саламинская доска" появилась, вероятно, в V-VI вв н. э. и называлась она calculi или abakuli. Для изготовления римского абака, помимо каменных плит, стали использовать бронзу, слоновую кость и даже цветное стекло. В вертикальных желобках, разделенных на два поля, также помещались камешки или мраморные шарики, при этом желобки нижнего поля служили для счета от единицы до пяти. Если в этом желобке набиралось пять шариков, то в верхнее отделение добавлялся один шарик, а из нижнего поля все шарики снимали.

Суан-пан - китайская разновидность абака - появилась в VI веке н. э. В XII-XIII столетиях он приобрел свою классическую форму, дошедшую до наших дней. Суан-пан представляет собой прямоугольную раму с натянутыми параллельно друг другу девятью или более нитями. Также как и римский абак, суан-пан разделен на два поля, имеющих свои названия. Большее поле называется "Земля", а меньшее - "Небо". В большем поле на каждой веревке нанизано по пять шариков, а в меньшем всего по два. При подсчете шарики уже не снимаются с поля, они лишь передвигаются в сторону соседнего поля. Каждый шарик большего поля соответствует единице, а каждый шарик меньшего поля - пяти.

Распространяясь в европейских странах, римский абак постепенно видоизменялся. В XV столетии в Англии появилась новая его форма, называемая "линейчатой доской" (line-board).

Примерно в это же время на Руси получил распространение так называемый "дощатый счет", завезенный, видимо, купцами из Европы. Он представлял собой рамку с укрепленными горизонтальными веревками, на которые были нанизаны просверленные сливовые или вишневые косточки. Эта рамка разбивалась сначала на четыре, а затем на два счетных поля. В 1658 году в "Переписной книге деловой казны Патриарха Никона" вместо "дощатый счет" употребляется слово "счеты". А в начале XVIII века счеты приняли свой привычный вид, который в дальнейшем не претерпевал существенных изменений. В них осталось лишь одно счетное поле, на спицах которого размещалось по десять косточек.

(Выполняют простейшие операции сложения и вычитания чисел на счётах).

2 экскурсовод. Арифмометр

(Слайд №6).

В 1642 году 18-летний французский математик и Физик Блез Паскаль создает первую модель вычислительной машины, которая могла выполнять арифметические операции сложения и вычитания"

В 1645 году арифметическая машина "Паскалина", или "Паскалево колесо", получает законченный вид.

В 1649 году Б. Паскаль получает королевскую привилегию на изготовление и продажу своей машины, до наших дней сохранилось 8 машин.

В 1673 году немецкий ученый Готфрид Вильгельм Лейбниц разработал счетное устройство, в котором использовал механизм, известный под названием "колеса Лейбница". Его счетная машина выполняла не только сложение и вычитание, но и умножение и деление.

В 1820 году эльзасец Карл Ксавье Томас получает патент на арифмометр. Он же организовал впервые в мире промышленное производство арифмометров, за первые 50 лет он изготовляет на продажу 1500 экземпляров. Механические счетные машины - арифмометры - с видоизмененными "колесами Лейбница" использовались до середины XX столетия, пока не были вытеснены электрическими цифровыми вычислителями, а впоследствии современными электронными калькуляторами.

(Выполняют простейшие операции сложения, вычитания, умножения чисел при помощи арифмометра).

1 экскурсовод. Счётная линейка

(Слайд №7).

Приблизительно в 1650 году, спустя почти сорок лет после открытия Джоном Непером логарифмов, англичане Роберт Биссакар, а в 1657 году - независимо от него - С. Патридж изобрели логарифмическую линейку - устройство, позволяющее значительно ускорить процесс вычисления. Шкала на логарифмической линейке размечалась с помощью таблиц логарифмов. Работа логарифмической линейки основывалась на свойствах логарифмов - для умножения двух чисел достаточно сложить их логарифмы. Благодаря данному свойству, сложная операция умножения сводится к простой операции сложения.

Линейка Ватта - первая универсальная логарифмическая линейка, пригодная для выполнения любых инженерных расчетов, была сконструирована в 1779 году выдающимся английским механиком Джоном Ваттом. Она получила название "сохо-линейки", по имени местечка близ Бирмингема, где работал Ватт.

В конце XIX века офицером французской армии Амеди Маннхеимом (1831-1906) была разработана круглая логарифмическая линейка, вычисления на которой отличались большей точностью, чем на обычной прямой линейке.

Несмотря на кажущуюся на первый взгляд простоту, практически все первые инструменты для работы с числами не только дожили до наших дней, но кое-где используются до сих пор. (Выполняют сложение чисел при помощи логарифмической линейки).

2 экскурсовод. Перфорационные вычислительные машины

(Слайд №8).

В конце XIX века американский изобретатель Г. Голле Рит сконструировал первые перфорационные машины, которые выполняли сортировальные и некоторые вычислительные операции.

В конце прошлого века в США проводилась первая перепись населения. В преддверии этой работы, связанной с учетом и обобщением огромного количества данных о многомиллионном населении, американский инженер Г. Холлерит сконструировал электромеханическое вычислительное устройство - табулятор. Табулятор в несколько раз превосходил арифмометр по скорости вычислений, имел память на перфокартах - картонных картах, на которых пробивались (перфорировались) специальные отверстия. Определенная система отверстий изображала число. Табуляторы нашли широкое применение и были предшественниками вычислительных машин нашего времени, они использовались для учета, статистических разработок, планово-экономических и частично инженерно-технических и других расчетов в различных областях народного хозяйства СССР.

В нашей стране в 1930-1950 гг. были достигнуты значительные успехи в области разработки средств вычислительной техники. В этот период были созданы полные комплекты перфорационных вычислительных машин, а также различные аналоговые вычислительные машины и моделирующие устройства.

1 экскурсовод. Электронные клавишные вычислительные машины (ЭКВМ)

(Слайд №9).

На промышленных предприятиях, в конструкторских бюро, различных учреждениях существует обширный класс простых задач (планово-экономических, учетно-статистических, научно-технических, бухгалтерских, связанных с первичной обработкой информации в автоматизированных системах управления, и т. д. ), для решения которых требуются дешевые, простые в эксплуатации и доступные для неподготовленного оператора вычислительные средства. Использование в качестве таких средств механических и электромеханических клавишных вычислительных машин вследствие их недостатков (небольшая скорость выполнения операций, значительный шум во время работы, быстрый износ механических деталей и др. ) не может полностью разрешить указанную проблему. В связи с этим прогресс в области создания новых элементов вычислительной техники позволил в начале 60-х годов на смену механическим и электромеханическим клавишным вычислительным машинам начать производство ЭКВМ, обладающих по сравнению с первыми рядом преимуществ (большее быстродействие, более высокая надежность и долговечность, бесшумность в работе, большие функциональные возможности, простота агрегатирования с различными устройствами ввода - вывода).

ЭКВМ "Зоемтрон-220" относится к типу электронных клавишных вычислительных машин с ручным вводом информации последовательного принципа действия. Ввод цифровой информации обеспечивает десятичная цифровая клавиатура. Арифметические операции сложения, вычитания, умножения, деления и возведения в степень выполняются с учетом знака числа. Арифметические операции умножения и деления выполняются с заданной степенью точности и с округлением в последнем разряде. Выдачу информации ввода и результатов вычислений обеспечивают 15 цифровых ламп. Выполнение операций сложения и вычитания происходит за 5 мсек. , умножения и деления - в среднем за 0,5 сек. Машину успешно использовали для различных инженерно-технических расчетов.

2 экскурсовод. Микрокалькуляторы

(Слайд №10).

С 1970 года по настоящее время в нашей стране интенсивно разрабатываются, постоянно совершенствуются различные типы микрокалькуляторов (МК) - микроЭВМ карманного и настольного типа для личного пользования, совмещавшие в себе функции микрокалькулятора, часов, календаря, будильника, секундомера (1980г. ). В течение первого периода выпускаются различные модели "Электроники". При этом происходила миниатюризация моделей: объем и масса уменьшилась соответственно в 40 и 11 раз, а потребляемая мощность в 20000 раз, время непрерывной работы от автономного источника питания и число выполняемых операций возросли соответственно в 1000 (до 8-10 тыс. ч. ) и 3 (до 20 с 3) раза. В середине 70-х годов начат выпуск первых отечественные инженерных микрокалькуляторов, а позже выпуск используемых в школе отечественных инженерных микрокалькуляторов "Электроника".

ЭКСКУРСИЯ "ПО ЗАЛАМ МУЗЕЯ".

Учащиеся делятся на 4 группы по 3 человека. Каждая группа путешествует (выходят в сеть Интернет на определенный сайт и находят ответ на свой вопрос.) по музею по своему определенному залу.

1 группа - зал №1 "Поколения компьютеров".

2 группа - зал №2 "Галерея портретов".

3 группа - зал №3 "Вехи истории отечественной вычислительной техники".

4 группа - зал №4 "История компьютерных игр".

Каждой группе дается карточка с тремя вопросами, на которые надо найти ответ. (В группе учащиеся сами распределяют, кто на какой вопрос отвечает, в целях экономии времени). КАРТОЧКА №1 "ПОКОЛЕНИЯ КОМПЬЮТЕРОВ"

1. Каким образом разделены поколения ЭВМ по временным рамкам и элементарной базе (т. е. какие элементы использовались при изготовлении ЭВМ в разное время)?

2. Когда был создан первый персональный компьютер?

3. Почему современные персональные компьютеры в сотни раз меньше, но при этом в сотни тысяч раз быстрее ЭВМ первого поколения?

КАРТОЧКА №2 "ГАЛЕРЕЯ ПОРТРЕТОВ"

1. Кто, когда и для чего разработал "Аналитическую машину"?

2. Когда была учреждена медаль "Computer Pioneer" и за какие заслуги ее вручают?

3. Какие российские ученые награждены медалью "Computer Pioneer" и за что?

КАРТОЧКА №3 "ВЕХИ ИСТОРИИ ОТЕЧЕСТВЕННОЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ"

1. Перечислите периоды поколений, годы развития отечественной вычислительной техники.

2. Когда и кем была разработана первая полупроводниковая управляющая машина? Как она называлась?

3. Когда был принят опытный образец нового школьного комплекса учебной вычислительной техники УКНЦ, и что он в себя включал?

КАРТОЧКА №4 "ИСТОРИЯ КОМПЬЮТЕРНЫХ ИГР"

1. Когда была создана первая компьютерная игра и как она называлась?

2. Как называется первый в России журнал компьютерных игр?

3. Приведите общепринятую классификацию компьютерных игр.

5. ОБМЕН ИНФОРМАЦИЕЙ (ответами на вопросы) МЕЖДУ ГРУППАМИ.

Выступление каждой группы перед одноклассниками. Ответы должны звучать коротко, четко по установленной форме.

6. ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Подведение итогов. Выставление оценок.

Домашнее задание: учебник ФГОС "Информатика и ИКТ. 9 класс. И.Г. Семакин, Л.А. Залогова, С.В. Русаков, Л.В. Шестакова. § 22. Подготовить презентацию по любому изобретению стр. 165.