Урок "История информатики"

Разделы: Информатика

Тема: История информатики

Основные цели. Познакомить учащихся с основными событиями, открытиями, изобретениями, связанными с развитием информатики как в период до появления компьютеров, так и в компьютерную эпоху.

Оборудование.

Карточки (тесты) для проверки домашнего задания
Компьютеры с настроенной программой NetMeeting
Презентация “История информатики”

План

    1. Организационный момент. (5 минут)
    2. Опрос домашнего задания (5 минут)
    3. Подготовка к учебно-позновательной деятельности (вступление - 2 минуты)
    4. Изучение нового материала
      1. Хранение информации
      2. Передача информации
      3. Обработки информации
      4. Чарльз Бэббидж и его аналитическая машина
    5. Закрепление полученных знаний (тест)
    6. Домашнее задание

1.

Посадка учащихся
Проверка списочного состава

2.

Тестирование по пройденной теме

3.

В любой деятельности человек всегда придумывал и создавал самые разнообразные средства, приспособления и орудия труда. Все это облегчало труд, делало его производительнее, расширяло возможности людей. Известно, что история материального производства и мировой науки тесно связана с историей развития орудий труда.

Первые вспомогательные средства для работы с информацией появились много позже первых орудий материального труда. Историки утверждают, что расстояние во времени между появлением первых инструментов для физического труда (топор, ловушка для охоты) и инструментов для регистрации информационных образов (на камне, кости) составляет около миллиона лет!

Мы уже говорили о том, что информационная деятельность человека разделяется на три составляющие: хранение, передачу и обработку. Долгое время средства информационного труда развивались отдельно по этим трем направлениям.

4.

a. Хранение информации

История хранения информации в письменной форме уходит в глубь веков. До наших дней в некоторых местах сохранились письмена древнего человека, выполненные 25 – 20 тысяч лет назад.

Скажите на чем в те и последующие времена хранили информацию?

 Наскальные письмена

Надписи на костях

Дерево

Пергамент

Глина

Шелк

Бумага

Многие века письменные документы составлялись на пергаментных свитках. Это было “очень дорогим удовольствием”. Пергамент делался из кожи животных. Ее растягивали, чтобы получить тонкие листы. Когда на востоке научились ткать шелк, его стали использовать не только для одежды, но и для письма.

Во II веке нашей эры в Китае изобрели бумагу. Однако до Европы она дошла только в XI веке. Вплоть до XV века письма, документы, книги писались вручную.

Что использовали в качестве инструмента для письма?

 Кисточки

Перья птиц

Металлические перья

Изобретались краски, чернила.

Книг было очень мало, они считались предметами роскоши.

Сейчас на экране вы увидите те средства хранения информации, которыми пользовались наши предки.

Папирус. I–П века нашей эры. Отрывок из поэмы “Илиада” древнегреческого поэта Гомера.

Школьная восковая табличка. Сохранившиеся таблички происходят в основном из Египта, Дакии, Помпей и Геркуланума. Деревянные таблички покрывались цветным воском, надписи на нем процарапывались стилом – острым предметом.

Глиняный диск. XVII век до нашей эры. Найден в городе Фест на Крите. По обеим сторонам диска спиралью бегут так и не расшифрованные письмена.

“Апостол”. 1564 год. Первая русская датированная печатная книга, выпущенная в Москве Иваном Федоровым.

Письменный прибор древнеегипетского писца состоял из заостренных палочек для письма с расщепленными кончиками, которые складывались в пенал, тушницы для туши красного и черного цветов и мешочка с песком.

В середине XV века немецкий типограф Иоганн Гутенберг изобрел первый печатный станок. С этого времени началось книгопечатание. В середине XVI века Иван Федоров основал книгопечатание на Руси. Книг стало значительно больше, быстро росло число грамотных людей.

До сегодняшнего дня лист бумаги остается основным носителем информации. Но у него появились серьезные “конкуренты”.

В XIX веке была изобретена фотография. Носителями видеоинформации стали фотопленка и фотобумага.

В 1895 году французы братья Люмьер продемонстрировали в Париже первый в мире кинофильм, используя аппарат собственного изобретения. Этот год считается годом рождения кино.

В XX веке был изобретен магнитофон. Магнитная запись позволяет сохранять звук и, в частности, информацию, содержащуюся в человеческой речи. И совсем недавно на магнитную ленту научились записывать не только звук, но и изображение: появился видеомагнитофон.

b. Передача информации

Первоначально люди пользовались лишь средствами ближней связи: речь, слух, зрение. Развитие письменности породило первые средства дальней связи — почту.

Для быстрой передачи каких-то важных сведений часто использовались очень оригинальные идеи. Известно, например, применение на Кавказе костровой связи. Два костровых сигнальщика находились на расстоянии прямой видимости на возвышенных местах или башнях. Когда приближалась опасность (нападали враги), сигнальщики, зажигая цепочку костров, предупреждали об этом население. В XVIII веке возник семафорный телеграф, это тоже световая связь, но технически более совершенная.

Примеры:

Факельный телеграф. В древней Греции пользовались оптической сигнальной связью: днем – дымом, ночью – огнем.

Почтовый курьер инков

Такой гонец пробегал около полутора километров и передавал устное послание. Чтобы оно не задерживалось, он еще издали оповещал о своем приближении, подавая звуковые сигналы голосом или трубя в раковину.

Очень богатым на открытия в области связи был XIX век. В этом веке люди овладели электричеством, которое породило множество изобретений.

В 1832 году П.Л. Шеллинг в России изобрел электрический телеграф. А в 1837 году американец С. Морзе создал электромагнитный телеграфный аппарат и придумал специальный телеграфный код – азбуку (Азбуку Морзе).

В 1876 году американец А. Белл изобрел телефон. И наконец, в 1895 году русский изобретатель А.С. Попов открыл эпоху радиосвязи.

Самым замечательным изобретением ХХ века в области связи можно назвать телевидение. Освоение космоса привело к созданию спутниковой связи.

c. Обработка информации. От пальцев до калькулятора

Теперь поговорим о средствах обработки информации. Важнейшим видом такой обработки являются вычисления.

Нетрудно догадаться, что первым счетным средством для человека были его пальцы. Этот инструмент всегда “под рукой”! Кто из вас им не пользовался?

Вот как описывает пальцевой счет туземцев Новой Гвинеи знаменитый русский путешественник Н.Н. Миклухо-Маклай: “...папуас загибает один за другим пальцы руки, причем издает определенный звук, например “бе, бе, бе”... Досчитав до пяти, он говорит “ибон-бе” (рука). Затем он загибает пальцы другой руки, снова повторяет “бе, бе”.., пока не дойдет до “ибон али” (две руки). Затем он идет дальше, приговаривая “бе, бе”.., пока не дойдет до “самба-бе” и “самба- али” (одна нога, две ноги). Если нужно считать дальше, папуас пользуется пальцами рук и ног кого-нибудь другого”.

В V веке до нашей эры в Греции и Египте получил распространение абак. Абак – это греческое слово, которое переводится как счетная доска. Вычисления на абаке производились перемещением камешков по желобам на мраморной доске.

Подобные счетные инструменты распространялись и развивались по всему миру.

В Китае абак называли суанпан, в Японии Соробан. “Потомком” абака можно назвать и русские счеты. В России они появились на рубеже XVI – XVII веков. И до сих пор в нашей стране счеты можно увидеть не только в музеях.

В начале XVII века шотландский математик Джон Непер ввел понятие логарифма, опубликовал таблицы логарифмов. Затем в течение двух веков развивались вычислительные инструменты, основанные на использовании этой математической функции. Логарифмы позволяют свести трудоемкие арифметические операции – умножение и деление, к более простым – сложению и вычитанию. В результате появилась логарифмическая линейка. Этот инструмент до недавнего времени был средством инженеров. И лишь в последние годы его вытеснили электронные калькуляторы.

В 1645 году французский математик Блез Паскаль создал первую счетную машину. Машина Паскаля позволяла быстро выполнять сложение многозначных чисел.

Немецкий ученый Лейбниц, развив идею Паскаля, создал механический арифмометр, на котором можно было выполнять все четыре арифметические операции с многозначными числами. Позднее арифмометр многократно совершенствовался, в России изобретателями П.Л. Чебышевым и В.Т. Однером были также созданы арифмометры.

Арифмометр был предшественником созданного в XX веке калькулятора — маленького электронно-вычислительного устройства. Сейчас практически у каждого школьника есть калькулятор, который помещается в кармане. Любому академику начала века такое устройство показалось бы фантастическим.

d. Чарльз Бэббидж и его “Аналитическая машина”

Арифмометр, как и простой калькулятор – это средство механизации вычислений. Человек, производя вычисления на таком устройстве, сам управляет его работой, определяя последовательность выполняемых операций. Мечтой изобретателей вычислительной техники было создание считающего автомата, который бы без вмешательства человека производил расчеты по заранее составленной программе.

Автором первого проекта вычислительного автомата был профессор Кембриджского университета Чарльз Бэббидж.

В период между 1820 и 1856 годами Бэббидж работал над созданием программно-управляемой “Аналитической машины”. Это было настолько сложное механическое устройство, что проект так и не был реализован.

Можно сказать, что Бэббидж опередил свое время. Для осуществления его проекта в ту пору еще не существовало подходящей технической базы. Некоторым ученым современникам Бэббиджа его труд казался бесплодным. Однако пророчески звучат сейчас слова самого Чарльза Бэббиджа: “Природа научных знаний такова, что малопонятные и совершенно бесполезные приобретения сегодняшнего дня становятся популярной пищей для будущих поколений”.

Основные идеи, заложенные в проекте аналитической машины, в нашем веке были использованы конструкторами ЭВМ. Все главные компоненты современного компьютера присутствовали в конструкции аналитической машины: это СКЛАД (в современной терминологии — ПАМЯТЬ), где хранятся исходные числа и промежуточные результаты; МЕЛЬНИЦА (арифметическое устройство), в которой осуществляются операции над числами, взятыми из склада; КОНТОРА (устройство управления), производящая управление последовательностью операций над числами соответственно заданной программе; БЛОКИ ВВОДА исходных данных и ПЕЧАТИ РЕЗУЛЬТАТОВ.

Для программного управления аналитической машиной использовались перфокарты — картонные карточки с пробитыми в них отверстиями (перфорацией). Перфокарты были изобретены в начале XIX века во Франции Жозефом М. Жаккардом для управления работой автоматического ткацкого станка.

Интересным историческим фактом является то, что первую программу для машины Бэббиджа в 1846 году написала Ада Лавлейс – дочь великого английского поэта Джорджа Байрона.

Аналитическая машина Бэббиджа – это уже универсальное средство, объединяющее в себе обработку информации, хранение информации и обмен исходными данными и результатами с человеком.

5.

  1. Какие средства хранения информации были первыми?
  2. Когда появилось книгопечатание, кто его изобретатель?
  3. Какие основные идеи были заложены в проекте аналитической машины Ч. Бэббиджа?

6.

§5 + конспект

Вопросы к домашнему заданию

    1. Какие средства хранения информации изобретены в XIX – ХХ вв.?
    2. Назовите основные технические средства передачи информации в порядке их изобретения.
    3. Перечислите основные вычислительные средства в хронологической последовательности их изобретения.
    4. Кто, когда и где разработал первый проект автоматической вычислительной машины?
    5. Какое влияние проект “Аналитической машины” оказал на дальнейшее развитие вычислительной техники?

Литература: учебник Информатика. Базовый курс 7-9 класс. Семакин И. Г., §5. Дополнительный материал: часть 2, раздел 12.9.