- Учителю
- Интегрированный урок. История и информатика на тему 'История развития вычислительной техники'
Интегрированный урок. История и информатика на тему 'История развития вычислительной техники'
Интегрированный урок от 17.05.2012.
Авторы: Фомин Николай Владимирович и Скрябикова Елена Геннадьевна
История развития вычислительной техники.
История до компьютерной эпохи.
Цели урока:
-
определить тенденции развития научной мысли в автоматизации математических операций;
-
рассмотреть достижения изобретателей XIV- XX вв. в создании вычислительной техники;
-
сформировать представление об истории развития компьютерной техники.
Оборудование урока: презентация, выставка книг, карточки-задания, опорный кластер, плакаты с высказываниями, опорный текст, набросок газеты.
Задачи учителя:
-
обобщить представления учащихся о способах обработки информации до появления компьютеров;
-
сформировать представление о поколениях ЭВМ на основании развития элементной базы
-
Использовать особую роль активных методов и форм обучения, обеспечивающих интенсивное развитие личности учащихся и педагога.
Психологическая задача: Что бы учащиеся приняли цель учителя как «свою», поскольку выполнять чьи-то задачи - неинтересно и несправедливо.
Цель образования: «Выращивание» личностного потенциала не авторитарными методами, способами и условиями, а создать активную обучающую среду с соответствующими методами.
План урока:
-
Определить тему и цель урока.
-
Ознакомление с историей развития механических счетных устройств используя ресурс презентации. Заполнение кластера.
-
3.Заполнение таблицы №1 (сам. работа с текстом).
-
Оценка заданий.
-
Итоговая работа (газета)
-
Подведение итога урока.
Ход урока
-
Подготовительный этап:
-
На первом слайде презентации 4-5 фото ученых и их изобретений.
-
Прочтите текст и предложите тему урока
(раздаточный материал для определения темы урока)
Вычислительная техника является важнейшим компонентом процесса вычислений и обработки данных. Первыми приспособлениями для вычислений были, вероятно, всем известные , которые и сегодня используются в начальных классах многих школ для обучения счёту. Развиваясь, эти приспособления становились более сложными, например, такими как глиняные фигурки, также предназначаемые для наглядного представления количества считаемых предметов, однако для удобства помещаемые при этом в специальные контейнеры. Такими приспособлениями, похоже, пользовались торговцы и счетоводы того времени.
Постепенно из простейших приспособлений для счёта рождались всё более и более сложные устройства: (), , , . Несмотря на простоту ранних вычислительных устройств, опытный счетовод может получить результат при помощи простых счёт даже быстрее, чем нерасторопный владелец современного калькулятора. Естественно, сама по себе, производительность и скорость счёта современных вычислительных устройств давно уже превосходят возможности самого выдающегося расчётчика-человека.
Приблизительный ответ:
(история развития вычислительной техники) (Это изобретения до компьютерной эпохи)
( учитель истории читает перед презентацией)
Ранние приспособления и устройства для счёта
Когда людям надоело вести счёт при помощи загибания , они изобрели
Принцип эквивалентности широко использовался в знакомом для многих, простейшем счётном устройств Абак или Счёты. Количество подсчитываемых предметов соответствовало числу передвинутых костяшек этого инструмента.
Сравнительно сложным приспособлением для счёта могли быть чётки, применяемые в практике многих религий. Верующий как на счётах отсчитывал на зёрнах чёток число произнесённых молитв, а при проходе полного круга чёток передвигал на отдельном хвостике особые зёрна-счётчики, означающие число отсчитанных кругов.
С изобретением зубчатых колёс появились и гораздо более сложные устройства выполнения расчётов. , обнаруженный в начале XX века, который был найден на месте крушения античного судна, затонувшего примерно в (по другим источникам в или даже ), даже умел моделировать движение планет. Предположительно его использовали для календарных вычислений в религиозных целях, предсказания солнечных и лунных затмений, определения времени посева и сбора урожая и т. п. Вычисления выполнялись за счёт соединения более 30 бронзовых колёс и нескольких циферблатов; для вычисления лунных фаз использовалась дифференциальная передача, изобретение которой исследователи долгое время относили не ранее чем к XVI веку. Впрочем, с уходом навыки создания таких устройств были позабыты; потребовалось около полутора тысяч лет, чтобы люди вновь научились создавать похожие по сложности механизмы.
Эпиграф: " История науки есть сама наука" Гете. -Как вы понимаете эти слова?
(С историей связана формирование основополагающих идей, приведших к созданию современных компьютеров)
-
-Для чего человечество двигалось к созданию ЭВМ?
(с помощью полной автоматизации упростить и ускорить процесс вычислений)
-
-Какую определённую цель ставило человечество перед собой ?
(Люди постепенно, в течении многих веков, передавали свой опыт из поколения в поколение, что бы улучшить жизнь)
-
- Какова же цель нашего урока?
(познакомиться как это произошло, сформировать представление об истории развития компьютерной техники)
ПРЕЗЕНТАЦИЯ
Уильям Шекспир восклицал:
"Что за мастерское создание человек!
Как благороден разумом!
Как точен и чудесен в движениях!
Венец всего живого!"
Новая тема по презентации
- С какими достижениями людей можно сравнить создание ВМ?
Ответ: (Создание ВМ можно сравнить с такими выдающимися достижениями человечества, как изобретения колеса, создание паровой машины, освоение электричества, использование атомной энергии.)
-Почему в этом ряду ВМ занимает особое место?
Ответ: (Если обычные машины облегчают физический труд человека, то ВМ помогает ему в умственной деятельности.)
"Мозг , хорошо устроенный, стоит больше, чем мозг, хорошо наполненный" Монтень.
Новая тема: (презентация и заполнение кластера)
Ф. И. О.
Национальность
Годы жизни
Образование
Научная деятельность
-Какой вывод можно сделать после увиденного и услышанного:
Ответ: Эта история начала ВМ, история поколений представляется нам поучительным и содержательным примером диалектического процесса формирования человеческого познания. От механических колёс к электронным лампам.
-
Работа в парах по карточкам №1 (- Перед вами на столе текст, о двух выдающихся изобретателях. Прочтите его, и заполните таблицу с поставленными вопросами)
Пример учебного задания на классификацию.
Парам выдаётся лист с заданием.
Конрат Цузе.
Создателем первого действующего компьютера с программным управлением считают немецкого инженера Конрата Цузе. (1910-1995), который с детства любил изобретать и, еще когда учился в школе, сконструировал модель машины для размена денег.
О машине способной выполнять вместо человека утомительные вычисления, он стал мечтать, будучи студентом. Не зная о работах Чарльза Беббиджа, Конрат Цузе приступил к созданию устройства, во многом подобного Аналитической машине английского математика. В 1936 году, чтобы отдавать больше времени постройки компьютера Конрат Цузе, уволился с фирмы, где работал. На маленьком столе в доме родителей устроил мастерскую. Примерно через два года компьютер, который занимал уже площадь около 4 м2 и представлял собой хитросплетение реле и проводов, был готов.
Машина, названная им Z1( от Zuse - фамилия Цузе, написанная по-немецки), имела клавиатуру для ввода данных. Результат вычисления появлялся на панели, для чего использовались маленькие лампочки. В целом Цузе был доволен аппаратом, но считал ввод с клавиатуры неудобным и медленным, и спустя какое- то время появилась машина Z2 работающая с перфокартой. В 1941 году Цузе построил релейный компьютер Z3, который использовал двоичную систему счисления. К сожалению, эти образцы машины были уничтожены при бомбардировках во время войны.
Джон Винсент Атанасов
В 1973 году через суд было установлено, что патентные права на основные идеи цифровых электронных машин принадлежит Джону Атанасову (1903 - 1995). Болгарин по происхождению, стал американцем во втором поколении. Поиски путей к автоматизации вычислений Атанасов начал в 1933 году, когда руководил аспирантами, занимающимися теорией упругости, квантовой физики и физикой кристаллов. В большинстве задач, с которыми приходилось сталкиваться, фигурировали дифференциальные уравнения в частных производных. Для их решения приходилось использовать приближенные методы решения, они же в свою очередь, требовали решения больших систем алгебраических уравнений. Ученый стал предпринимать попытки применения технических средств для ускорения вычислений: Атанасов задумал сконструировать компьютер, основанный на новых принципах, взяв при этом в качестве элементной базы электронные лампы.
Осенью 1939 году Атанасов и его аспирант Клиффорд Бери приступили к постройке машины - специализированной ЭВМ, предназначенной для решения алгебраических уравнений с 30 неизвестными. Было решено назвать ее АВС (Atanasoff Berry Computer). Исходные данные, представленные в десятеричной системе счисления, должны были вводиться в машину с помощью перфокарт. Затем в самой машине осуществлялось преобразование десятичного кода в двоичный, который далее в ней и использовался.
К весне 1942 года работу над машиной удалось в основном завершить; однако в это время США уже находилась в состоянии войны с нацисткой Германией, и проблемы военного времени отодвинули работу над первой ЭВМ на задний план. Вскоре машину демонтировали.
Задание. Прочтите текст о двух выдающихся ученых, создателях первых ЭВМ, и определите, к какому поколению ЭВМ относятся ВМ Z1 ,Z2, Z3, АВС.
Для этого
-
Заполните таблицу; если вычислительное устройство обладает указанной характеристикой, то поставьте (+), нет (-), ответа в тексте нет (?);
-
Проанализируйте таблицу и на основании характеристик, определяющих поколение ЭВМ, обоснуйте свой ответ.
Таблица №1.
Z1
Z3
АВС
Год создания
Для ввода информации использовалась
Двоичная система счисления
Десятичная система счисления
Для обработки информации в ЭВМ использовалась
Двоичная система счисления
Десятичная система счисления
Аппаратная база
Механическое реле
Электронные лампы
Устройство ввода
Клавиатура
Считыватель с перфокарт
Считыватель с перфолент
Устройство вывода
Панель с лампочками
Вывод с перфокарты
Вывод с перфоленты
Ответы к заданию.
Можно утверждать, что к первому поколению ЭВМ эти машины не относятся. Деление ЭВМ по поколениям выполняется по типу элементной базы и по структуре. ВМ Z1 и Z3 были чисто механическими, а ЭВМ, относящиеся к 1 поколению, строилась на основе электронно- вакуумных ламп. Вычислительная машина АВС бала специализированной ЭВМ, поэтому, к сожалению, в данную классификацию мы ее включить не должны.
Правильное заполнение таблицы:
Z1
Z3
АВС
Год создания
1938
1941
1942
Для ввода информации использовалась
Двоичная система счисления
---
---
---
Десятичная система счисления
+ ?
+ ?
+ ?
Для обработки информации в ЭВМ использовалась
Двоичная система счисления
+
+
+
Десятичная система счисления
---
---
---
Аппаратная база
Механическое реле
+
+
---
Электронные лампы
---
---
---
Устройство ввода
Клавиатура
+
---
---
Считыватель с перфокарт
---
---
+
Считыватель с перфолент
---
+
---
Устройство вывода
Панель с лампочками
+
---
---
Вывод с перфокарты
---
---
+
Вывод с перфоленты
---
+
---
Замечание 1.
Для выполнения задания предложите учащимся прочитать несколько раз текст.
Замечание 2.
При выполнении этого задания учащиеся должны использовать умение «определять » информацию, в частности, находить в тексте заданную неявном виде.
Замечание 3. Для ответа на поставленный вопрос, должны вспомнить, по каким признакам происходит деление ЭВМ на поколения, должны понимать, какие объекты можно классифицировать по поколениям ЭВМ.
-
Самооценка раб. с карточками.
-Как вы считаете на какую оценку вы справились с этой работой, поставьте ее в конце работы.
-
Проверка задания (учитель)
-А теперь я зачитаю правильные ответы, сравните с вашими, если 0-1 ошибка «5», 2-«4», «3»-3, и более «2»
-
Итог. Создание газеты "На пути к счетной машине", "История развития компьютерной техники" (темы на выбор или придумать самим)
Работа в парах.
- Каждая группа получает индивидуальное задание. 1-вы исторический журнал. 2- вы научный журнал, 3 - вы желтая пресса.
-Вы редакторы своих газет, сделайте набросок газеты, придумайте заголовки не отходя от темы нашего урока.
Название:
Эпиграф: (примеры можно взять из плакатов )
Начало:
Послушай, что смертным создал я:
Число им изобрел и буквы научил соединять.
Им память дал - мать муз, всего причину. (Эсхил)
Примерные заголовки статей:
-
Счетные устройства это подарок инопланетных существ.
-
Все началось с числа.
-
От абака до считающих колес.
-
Принцип действия машины Паскаля.
-
Кто же был первым изобретателем счетного колеса?
-
А может это опять Леонардо?
-
Арифметические машины.
-
Машина Лейбница.
-
Арифмометр Томаса.
-
А были русские изобретения?
-
Чарльз Беббидж и его машина.
-
Идеи заложенные в прошлом, реализованы в современных ЭВМ.
-
Вычисления с помощью перфокарт.
-
В действие вступает реле.
-
Двоичная система счисления.
-
Роботы наступают.
-
Зачем нам гаджеты?
-
Грозит ли нам захват роботами?
-
Умный дом.
-
Энергосберегающие технологии.
-
Моя жизнь в будущем.
-
А может вернуться в прошлое?
-
Рефлексия .
-
" Что вам показалось странным, важным нужным для понимания людей, речи, жизни?"( для свершений нужны знания и трудолюбие)
-
"Какую мысль ты уносишь с собой?"(я получил представление о развитии ВТ)
-
Выставление оценок.
-
Домашнее задание:
Написать эссе
-
"А что нас ждет впереди?"
-
"Как вы считаете, что было величайшим открытием, подвигом, который приписывали богам и героям, а создали смертные ?"
-
«мое отношение к изобретателям прошлых лет».
-
подведение итога урока.
- С какой мыслью вы сегодня уйдете с урока?
-
Самоанализ урока:
17 мая приглашаем посетить открытый интегрированный урок (ИКТ/история)
В кабинете ИКТ (5 урок)